[发明专利]一种功率单元备用供电电路及功率系统

说明书

本发明公开了一种功率单元备用供电电路及功率系统，包括第一电源模块、第二电源模块、电源旁路开关以及电压检测模块，第一电源模块的输入端、第二电源模块的输入端均与功率单元连接以取电，第一电源模块的输出端与驱动功率单元的功率旁路开关动作的功率旁路驱动单元连接以为功率旁路驱动单元供电，第二电源模块的输出端与控制功率旁路驱动单元运作的控制模块连接以为控制模块供电，电源旁路开关与第二电源模块的输入端并联，电压检测模块的检测端与功率单元连接，电压检测模块的输出端与电源旁路开关连接以根据检测信号驱动电源旁路开关动作，本设计为功率单元的运行提供后备保障，在主电源供电故障时，为有效旁路提供供电支持。

技术领域

本发明涉及电气领域，特别涉及一种功率单元备用供电电路及功率系统。

背景技术

多电平拓扑广泛的应用在中高压电网领域，例如无功补偿、变频器、柔性直流配电网等电力、轨道交通以及新能源领域。柔性直流输电领域通常采用MMC拓扑，由多个功率单元级联而成，并且对应每个功率单元，在功率单元的交流端上均会并联旁路开关以及能够驱动旁路开关动作的旁路开关驱动单元，控制模块能够与功率单元连接以控制功率单元运作，同时也能够通过旁路开关驱动单元驱动旁路开关通断，进而在功率单元发生故障时及时将功率单元旁路，从而不影响其他功率单元的正常运作。

为了给功率单元的控制以及旁路开关驱动单元提供能量，对应每个功率单元上都包括了为控制模块以及旁路开关驱动单元供电的主电源。为了提高功率单元的可靠性，主电源是否可靠工作至关重要，但是由于工作电压高，范围宽，绝缘要求高，在工程现场主电源存在一定的故障率。当此电源失效后，该功率单元将无法有效旁路，出现问题后，将会导致整个系统故障。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种功率单元备用供电电路，在主电源出现故障时，提供可靠的备用电源，并且根据情况合理地将功率单元旁路。

本发明还提出一种功率系统，在主电源出现故障时，备用电源为功率旁路驱动单元供电，并且根据电压异常的变化及时给控制模块供电以及触发，从而控制该功率单元旁路，保证系统的稳定运行。

根据本发明的第一方面实施例的一种功率单元备用供电电路，包括：第一电源模块，所述第一电源模块的输入端与所述功率单元连接以取电，所述第一电源模块的输出端与驱动所述功率单元的功率旁路开关动作的功率旁路驱动单元连接以为所述功率旁路驱动单元供电；第二电源模块，所述第二电源模块的输入端与所述功率单元连接以取电，所述第二电源模块的输出端与控制所述功率旁路驱动单元运作的控制模块连接以为所述控制模块供电；电源旁路开关，所述电源旁路开关与所述第二电源模块的输入端并联；电压检测模块，所述电压检测模块的检测端与所述功率单元连接，所述电压检测模块的输出端与所述电源旁路开关连接以根据检测信号驱动所述电源旁路开关动作。

根据本发明实施例的一种功率单元备用供电电路及功率系统，至少具有如下有益效果：

本发明功率单元备用供电电路，第一电源模块与第二电源模块均能够从功率单元上取电，第一电源模块能够为功率旁路驱动单元供电，而功率单元正常运行，此时电压检测模块检测功率单元的电压稳定，因此控制电源旁路开关闭合，对第二电源模块的输入端旁路，第二电源模块无需为控制模块供电，当主电源出现故障，功率单元的电压随之异常增高，而第一电源模块仍然能够为功率旁路驱动单元供电，而此时电压检测模块检测功率单元的电压增高，则控制电源旁路开关断开，第二电源模块为控制模块供电并且触发，控制模块通过功率旁路驱动单元驱动功率旁路开关闭合并且自锁，使得功率模块的输入端旁路，停止运作，不会影响其他功率模块的正常运作，并且功率模块停止运行，第一电源模块和第二电源模块随之失去电能输入，也会暂停运作，本设计为功率单元的运行提供后备保障，在主电源供电故障时，为有效旁路提供供电支持，并且采用电压检测来控制第二电源模块的运行，防止多电源对控制模块供电而造成供电紊乱，并且在功率单元旁路后可以自动停止相关模块的运行。