本發(fā)明涉及岸電電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及岸電電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

早期當(dāng)船舶靠岸停泊以后，通常采用輔助柴油發(fā)電機(jī)供電，柴油發(fā)電機(jī)在港口產(chǎn)生了嚴(yán)重的廢氣污染和噪聲污染。岸電電源是船舶靠岸以后采用陸地岸側(cè)電源給船舶提供供電并取代柴油發(fā)動機(jī)運行發(fā)電的方式，通過潔凈的岸電電源能大大推進(jìn)綠色港口的發(fā)展。

岸電電源系統(tǒng)(又稱為岸用變頻電源系統(tǒng)，或電子靜止式岸電電源系統(tǒng))是專門針對岸邊碼頭等高溫、高濕、高腐蝕性、大負(fù)荷沖擊等惡劣使用環(huán)境而特別設(shè)計制造的大功率變頻電源設(shè)備。岸電電源系統(tǒng)對船舶用電設(shè)備進(jìn)行供電，廣泛應(yīng)用于船舶制造及修理廠、遠(yuǎn)洋鉆井平臺、岸邊碼頭等場合。船舶電網(wǎng)通常是60hz，美國、日本等國家港口電網(wǎng)制式是60hz，中國和歐洲等港口電網(wǎng)制式通常是50hz，所以研制50hz大功率電源轉(zhuǎn)換裝置，對60hz停港船舶供電有重大意義。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種岸電電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖1中可以看出，該岸電電源系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的整流變壓器12、并聯(lián)的復(fù)數(shù)個變頻器13、正弦波濾波器14和輸出變壓器15。該岸電電源系統(tǒng)將外部工業(yè)電網(wǎng)11(如50hz)轉(zhuǎn)換為船舶16使用的電源(如60hz)。其中變頻器13包括串聯(lián)的整流器131和逆變器132。多個變頻器13并聯(lián)是通過共用直流母線實現(xiàn)的。系統(tǒng)中并聯(lián)的變頻器13的數(shù)量有限制，一般不超過4個。多個逆變器13的并聯(lián)后輸出側(cè)連接大容量的正弦波濾波器14來實現(xiàn)正弦波輸出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供岸電電源系統(tǒng)，其容量可擴(kuò)展性好。

本發(fā)明的一個方面提供了提供岸電電源系統(tǒng)包括：

復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組，每一模塊組包括：依次串聯(lián)的一整流器、一逆變器和一第一濾波器，和

一控制單元，其能夠控制各模塊組實現(xiàn)并網(wǎng)連接。

各個模塊組彼此獨立，因此能夠并聯(lián)的模塊組的數(shù)量不受限制，該岸電電源系統(tǒng)的容量(或功率)可擴(kuò)展性好。

在岸電電源系統(tǒng)的一種示意性的實施方式中，復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組包括一個主模塊組， 和至少一個從模塊組；至少一個從模塊組逐個或同時與主模塊組同步輸出且并網(wǎng)連接。

該復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組通過主模塊組和從模塊組的分組，從模塊組以主模塊組為基準(zhǔn)進(jìn)行并網(wǎng)連接，使得并網(wǎng)連接簡單，有效。

在岸電電源系統(tǒng)的另一種示意性的實施方式中，每一從模塊組中的逆變器包括：

一穩(wěn)態(tài)控制模塊，其能夠?qū)δ孀兤鬏敵龅碾娫吹念l率和電壓進(jìn)行獨立控制并實現(xiàn)穩(wěn)定輸出；和

一同步模塊，其能夠調(diào)整從模塊組輸出的電源的頻率、電壓和相角。

穩(wěn)態(tài)控制模塊和同步模塊的配合能夠很好地確保并聯(lián)的模塊組在并網(wǎng)連接時輸出的電源的頻率、電壓和相角同步，便于模塊組的并網(wǎng)連接。

在岸電電源系統(tǒng)的再一種示意性的實施方式中，每一從模塊組還包括：一第一開關(guān)，同一從模塊組內(nèi)的整流器、逆變器、第一濾波器和第一開關(guān)依次串聯(lián)；

每一從模塊組與主模塊組同步輸出且并網(wǎng)連接具體包括：從模塊組通過其中的同步模塊調(diào)整其輸出的電源的頻率、電源和相角直至與主模塊輸出的電源的頻率、電源和相角同步，并通過其中的逆變器向控制單元發(fā)出一并網(wǎng)允許命令，控制單元接收并網(wǎng)允許命令后控制從模塊組中的第一開關(guān)閉合以實現(xiàn)與主模塊組的并網(wǎng)連接。該并網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)簡單。

在岸電電源系統(tǒng)的又一種示意性的實施方式中，每一所述從模塊組還包括：

一第一傳感器，其能夠檢測其所在從模塊組輸出的電源；和

一第二傳感器，其能夠檢測所述主模塊組輸出的電源；

同一所述從模塊組中，所述同步模塊比較所述從模塊組輸出的電源和所述主模塊組輸出的電源，并且當(dāng)所述從模塊組輸出的電源和所述主模塊組輸出的電源不同步時調(diào)整所述從模塊組輸出的電源直至所述主模塊組輸出的電源同步。

每一從模塊組分別通過其內(nèi)的第一傳感器和第二傳感器實現(xiàn)對其輸出的電源與主模塊組輸出的電源的檢測，進(jìn)而進(jìn)行比較、調(diào)整并實現(xiàn)該從模塊組和主模塊組的同步輸出，同步效果好。

在岸電電源系統(tǒng)的又一種示意性的實施方式中，復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組中的一個被選定為主模塊組，其余模塊組被選定為從模塊組；所述從模塊組逐個或同時與所述主模塊組(g1)同步輸出且并網(wǎng)連接。

該岸電電源系統(tǒng)能夠靈活地將復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組中任意一個模塊組選擇作為主模塊組，系統(tǒng)的靈活性好。

在岸電電源系統(tǒng)的又一種示意性的實施方式中，每一逆變器包括：

一穩(wěn)態(tài)控制模塊，其能夠?qū)δ孀兤鬏敵龅碾娫吹念l率和電壓進(jìn)行獨立控制并實現(xiàn)穩(wěn)定 輸出；和

一同步模塊，其能夠調(diào)整模塊組輸出的電源的頻率、電壓和相角。

穩(wěn)態(tài)控制模塊和同步模塊的配合能夠很好地確保并聯(lián)的模塊組在并網(wǎng)連接時輸出的電源的頻率、電壓和相角同步，便于模塊組的并網(wǎng)連接。

在岸電電源系統(tǒng)的又一種示意性的實施方式中，每一模塊組還包括：一第一開關(guān)，同一模塊組內(nèi)的整流器、逆變器、第一濾波器和第一開關(guān)依次串聯(lián)；系統(tǒng)上電時，控制單元將被選定為主模塊組的模塊組中的第一開關(guān)閉合；

每一從模塊組與主模塊組同步輸出且并網(wǎng)連接具體包括：從模塊組通過其中的同步模塊調(diào)整其輸出的電源的頻率、電源和相角直至與主模塊輸出的電源的頻率、電源和相角同步，并通過其中的逆變器向控制單元發(fā)出一并網(wǎng)允許命令，控制單元接收并網(wǎng)允許命令后控制從模塊組中的第一開關(guān)閉合以實現(xiàn)與主模塊組的并網(wǎng)連接。該并網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)簡單。

在岸電電源系統(tǒng)的又一種示意性的實施方式中，每一模塊組還包括：

一第一傳感器，其能夠檢測其所在模塊組輸出的電源；和

一第二傳感器，其能夠在其所在模塊組被選為從模塊組時檢測主模塊組輸出的電源；

同一從模塊組中，同步模塊比較從模塊組輸出的電源和主模塊組輸出的電源，并且當(dāng)從模塊組輸出的電源和主模塊組輸出的電源不同步時調(diào)整從模塊組輸出的電源直至主模塊輸出的電源同步。

每一從模塊組分別通過其內(nèi)的第一傳感器和第二傳感器實現(xiàn)對其輸出的電源與主模塊組輸出的電源的檢測，進(jìn)而進(jìn)行比較、調(diào)整并實現(xiàn)該從模塊組和主模塊組的同步輸出，同步效果好。

在岸電電源系統(tǒng)的又一種示意性的實施方式中，岸電電源系統(tǒng)包括復(fù)數(shù)個電源組，每一電源組包括：一第一變壓器，一第二變壓器，和電連接于第一變壓器和第二變壓器之間的至少一模塊組。用戶能夠根據(jù)實際負(fù)載對功率的需求，選擇并網(wǎng)的電源組的數(shù)量，提高系統(tǒng)的靈活性。

在岸電電源系統(tǒng)的又一種示意性的實施方式中，每一模塊組還包括一第二開關(guān)，同一模塊組內(nèi)的第二開關(guān)、整流器、逆變器、第一濾波器和第一開關(guān)串聯(lián)；

每一電源組還包括：一第三開關(guān)和一第四開關(guān)，第三開關(guān)、第一變壓器、至少一模塊組、第二變壓器和第四開關(guān)依次串聯(lián)。第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)能夠在岸電電源系統(tǒng)異常時斷開，提高了安全性。

在岸電電源系統(tǒng)的又一種示意性的實施方式中，每一模塊組還包括：一第二濾波器，同一模塊組內(nèi)的第二濾波器、整流器、逆變器和第一濾波器依次串聯(lián)。第二濾波器能夠防 止模塊組對工業(yè)電網(wǎng)的諧波干擾

附圖說明

下文將以明確易懂的方式通過對優(yōu)選實施例的說明并結(jié)合附圖來對本發(fā)明上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點及其實現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說明，其中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種岸電電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一個實施例提供的岸電電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的一個實施例提供的岸電電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的一個實施例提供的岸電電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明：

11外部工業(yè)電網(wǎng)

12整流變壓器

13變頻器

131整流器

132逆變器

14正弦波濾波器

15輸出變壓器

16船舶

20外部電網(wǎng)

21整流器

22逆變器

221穩(wěn)態(tài)控制模塊

222同步模塊

23第一濾波器

24控制單元

251第一傳感器

252第二傳感器

26第一開關(guān)

27第一變壓器

28第二變壓器

29接線箱

30第二開關(guān)

31第三開關(guān)

32第四開關(guān)

g1、…、gn模塊組

s1、…、sm電源組

具體實施方式

為了對發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式，在各圖中相同的標(biāo)號表示相同的部分。

下面討論的各圖以及被用來描述在該專利文檔中的本公開的原理的各種實施例僅以說明的方式并且無論如何不應(yīng)該被解釋成限制本公開的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可以在任何適當(dāng)布置的設(shè)備中實施本公開的原理。將參考示例性非限制實施例來描述本申請的各種創(chuàng)新教導(dǎo)。

在本文中，“示意性”表示“充當(dāng)實例、例子或說明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點的技術(shù)方案。

為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地示出了其中的一個，或僅標(biāo)出了其中的一個。

圖2是本發(fā)明的一個實施例提供的岸電電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖2中可以看出，該岸電電源系統(tǒng)包括：

復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn，每一模塊組包括：依次串聯(lián)的一整流器21、一逆變器22和一第一濾波器23，和

一控制單元24，其能夠控制各模塊組g1、…、gn實現(xiàn)并網(wǎng)連接。

模塊組的數(shù)量是兩個或兩個以上，因此n取大于等于2的整數(shù)。該岸電電源系統(tǒng)能夠?qū)⑼獠侩娋W(wǎng)20(如50hz)轉(zhuǎn)換為船舶使用的電源(如60hz)。每一模塊組中，整流器21將輸入的第一頻率的交流電源(例如690v、50hz)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娫摧敵鼋o逆變器22，逆變器22將該直流電源轉(zhuǎn)換成第二頻率的pwm方波電源(例如690v、60hz)輸出給第一濾波器23，第一濾波器23將該pwm方波電源轉(zhuǎn)換成第二頻率的正弦波電源(例如690v、60hz)。這樣每一模塊組都能將第一頻率的交流電源轉(zhuǎn)換成第二頻率的正弦波電源，實現(xiàn)了頻率的轉(zhuǎn)換。復(fù)數(shù)個模塊組g1、…、gn并聯(lián)且在控制單元24的控制下實現(xiàn)并網(wǎng)連接，能夠提高岸電電源系統(tǒng)的容量。另外，每一模塊組中整流器21和逆變器22組成一變頻器。 各個模塊組的變頻器彼此獨立，沒有共用直流母線；因此能夠并聯(lián)的模塊組的數(shù)量不受限制，該岸電電源系統(tǒng)的容量(或功率)可擴(kuò)展性好，用戶能夠根據(jù)實際需求適應(yīng)地選擇并聯(lián)的模塊組的數(shù)量。另外，各個模塊組的變頻器彼此獨立，沒有共用直流母線，因此復(fù)數(shù)個模塊組并聯(lián)后其容量(或功率)不會下降。再者，第一濾波器為正弦波濾波器，每一模塊組均包括一個第一濾波器，沒有共用一個共同的正弦波濾波器，因此每一個正弦波濾波器的容量均不需要太大，避免了對大容量正弦波濾波器的需求。每一模塊組中整流器21和逆變器22組成的變頻器與第一濾波器23容易匹配，輸出的正弦波所含的雜波少。在一個示意性的實施方式中，該每一模塊組中整流器21和逆變器22組成的變頻器為低壓變頻器，電壓小于1000v，功率小于1.5兆瓦。此時外部電網(wǎng)20輸出至每一模塊組的第一頻率的交流電源是將高壓電源(例如10kv)經(jīng)過降壓后得到的，圖2中未示出該變壓裝置。這樣，選擇合適的并聯(lián)的模塊組的數(shù)量，該岸電電源系統(tǒng)的功率可達(dá)12兆瓦，甚至更高，滿足對大容量岸電電源系統(tǒng)的需求。在一個示意性的實施方式中，該第一濾波器23為純凈電源濾波器，其輸出的諧波對負(fù)載的影響小。在一個示意性的實施方式中，整流器21為西門子公司生產(chǎn)的s120主動前端電源模塊(activelinemodule)。逆變器22為西門子公司生產(chǎn)的s120主動前端電源模塊。同一模塊組內(nèi)的整流器21和逆變器22背靠背連接。s120主動前端電源模塊既具有整流功能，又具有逆變功能，將兩個s120主動前端電源模塊背靠背連接能夠?qū)崿F(xiàn)一個變頻器的功能。在一個示意性的實施方式中，控制單元24為plc(可編程邏輯控制器)。

在一個示意性的實施方式中，該復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組并網(wǎng)連接以其中的一個模塊組(稱之為主模塊組)為基準(zhǔn)；其他模塊組(稱之為從模塊組)均以該主模塊組為基準(zhǔn)，與該主模塊組進(jìn)行并網(wǎng)連接。復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中哪個是主模塊組，哪個是從模塊組，主要是看哪個模塊組最先上電并實現(xiàn)穩(wěn)定輸出哪個就是主模塊組，其他就是從模塊組。

在一個示意性的實施方式中，如圖2所示的岸電電源系統(tǒng)，復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn包括一個主模塊組g1，和至少一個從模塊組g2、…、gn。該至少一個從模塊組g2、…、gn逐個或同時與主模塊組g1同步輸出且并網(wǎng)連接。主模塊組g1通過硬連接的方式被直接確定下來，用戶無法選擇其他模塊組為主模塊組。系統(tǒng)上電時，用戶無需從復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn選擇主模塊組，該主模塊組g1被第一個上電并實現(xiàn)穩(wěn)定輸出。該復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn通過主模塊組和從模塊組的分組，從模塊組以主模塊組為基準(zhǔn)進(jìn)行并網(wǎng)連接，使得并網(wǎng)連接簡單，有效。

在一個示意性的實施方式中，每一從模塊組中的逆變器22包括：

一穩(wěn)態(tài)控制模塊221，其能夠?qū)δ孀兤?2輸出的電源的頻率和電壓進(jìn)行獨立控制并實現(xiàn)穩(wěn)定輸出；和

一同步模塊222，其能夠調(diào)整該從模塊組輸出的電源的頻率、電壓和相角。

穩(wěn)態(tài)控制模塊221解除了其所在的逆變器22輸出的電源的頻率和電壓的耦合，能夠?qū)ζ渌诘哪孀兤?2輸出的電源的頻率和電壓進(jìn)行獨立控制，完成電壓、頻率、相角的跟蹤，進(jìn)而確保其所在的模塊組輸出的電源運行穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)控制模塊221通過穩(wěn)態(tài)特性曲線，動態(tài)地將負(fù)載分配到電網(wǎng)中的其他模塊組上以保持輸出電源穩(wěn)定運行。同步模塊222能夠通過對其所在的逆變器22輸出的電源的頻率、電壓和相角進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而調(diào)整其所在的模塊組輸出的電源的頻率、電壓和相角。逆變器22中穩(wěn)態(tài)控制模塊221和同步模塊222配合工作，使得其所在模塊組的輸出的電源的頻率、電壓和相角可調(diào)，且輸出穩(wěn)定。任意兩個并聯(lián)的模塊組在進(jìn)行并網(wǎng)連接時，需要確保二者輸出的電源的頻率、電壓和相角同步，穩(wěn)態(tài)控制模塊221和同步模塊222的配合能夠很好地確保并聯(lián)的模塊組在并網(wǎng)連接時輸出的電源的頻率、電壓和相角同步，便于模塊組的并網(wǎng)連接。在一個示意性的實施方式中，該穩(wěn)態(tài)控制模塊221和同步模塊222均為軟件模塊或硬件模塊或通過軟硬件結(jié)合的方式實現(xiàn)。

并網(wǎng)過程中，主模塊組g1先實現(xiàn)穩(wěn)定輸出，然后至少一個從模塊組g2、…、gn逐個或同時與主模塊組g1同步輸出且并網(wǎng)連接。該至少一個從模塊組g2、…、gn中的任意一個(以gn為例)與主模塊組g1同步輸出且并網(wǎng)連接的過程簡單描述如下：該從模塊組gn通過其中的逆變器22的穩(wěn)態(tài)控制模塊221和同步模塊222配合工作，將該從模塊組gn的輸出的電源的頻率、電壓和相角與主模塊組g1輸出的電源的頻率、電壓和相角進(jìn)行比較；若該從模塊組gn的輸出的電源的頻率、電壓和相角與主模塊組g1輸出的電源的頻率、電壓和相角不同步，則調(diào)整該從模塊組gn的輸出的電源的頻率、電壓和相角直至與主模塊組g1輸出的電源的頻率、電壓和相角同步；然后將該從模塊組gn與該主模塊組g1并網(wǎng)連接。

在一個示意性的實施方式中，每一從模塊組還包括：一第一開關(guān)26，同一從模塊組內(nèi)的整流器21、逆變器22、第一濾波器23和第一開關(guān)26依次串聯(lián)。

每一從模塊組與主模塊組g1同步輸出且并網(wǎng)連接具體包括：該從模塊組(以gn為例)通過其中的同步模塊222調(diào)整其輸出的電源的頻率、電源和相角直至與主模塊組g1輸出的電源的頻率、電源和相角同步，并通過其中的逆變器22向控制單元24發(fā)出一并網(wǎng)允許命令，控制單元24接收并網(wǎng)允許命令后控制從模塊組gn中的第一開關(guān)26閉合以實現(xiàn)與主模塊組g1的并網(wǎng)連接。該實施例中，主模塊組始終確定不變，從模塊組逐個或同時與 該主模塊組實現(xiàn)并網(wǎng)連接。每一從模塊組上電后，一開始并沒有和主模塊組并網(wǎng)連接，只有調(diào)整其自身的輸出的電源與主模塊組的輸出的電源同步后，才通過將該從模塊組中的第一開關(guān)閉合實現(xiàn)與主模塊組的并網(wǎng)連接。該并網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)簡單。

在一個示意性的實施方式中，每一從模塊組還包括：

一第一傳感器251，其能夠檢測其所在從模塊組輸出的電源；和

一第二傳感器252，其能夠檢測主模塊組g1輸出的電源；

同一從模塊組(以gn為例)中，同步模塊222比較其所在從模塊組gn輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)和主模塊組g1輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)，并且當(dāng)從模塊組gn輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)和主模塊組g1輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)不同步時調(diào)整從模塊組gn輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)直至與主模塊組g1輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)同步。每一從模塊組分別通過其內(nèi)的第一傳感器251和第二傳感器252實現(xiàn)對其輸出的電源與主模塊組g1輸出的電源的檢測，進(jìn)而進(jìn)行比較、調(diào)整并實現(xiàn)該從模塊組和主模塊組的同步輸出，同步效果好。

在一個示意性的實施方式中，如圖3所示的岸電電源系統(tǒng)，所述復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中的一個(以g1為例)被選定為主模塊組，其余所述模塊組g2、…、gn被選定為從模塊組；所述從模塊組g2、…、gn逐個或同時與所述主模塊組(g1)同步輸出且并網(wǎng)連接。上電前，主模塊組g1沒有直接被確定下來，復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中的每一個模塊組均是同等地位。用戶在使用過程中，復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中的一個被選定為主模塊組，其余模塊組被選定為從模塊組。這樣，該岸電電源系統(tǒng)能夠靈活地將復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中任意一個模塊組選擇作為主模塊組，系統(tǒng)的靈活性好。

在一個示意性的實施方式中，每一逆變器22包括：

一穩(wěn)態(tài)控制模塊221，其能夠?qū)δ孀兤?2輸出的電源的頻率和電壓進(jìn)行獨立控制并實現(xiàn)穩(wěn)定輸出；和

一同步模塊222，其能夠調(diào)整該模塊組輸出的電源的頻率、電壓和相角。也就是說，不論是主模塊組中的逆變器還是從模塊組中的逆變器都具有相同的結(jié)構(gòu)。

穩(wěn)態(tài)控制模塊221解除了其所在的逆變器22輸出的電源的頻率和電壓的耦合，能夠?qū)︻l率和電壓進(jìn)行獨立控制，完成電壓、頻率、相角的跟蹤，進(jìn)而確保其所在的模塊組輸出的電源運行穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)控制模塊221通過穩(wěn)態(tài)特性曲線，動態(tài)地將負(fù)載分配到電網(wǎng)中的其他模塊組上以保持輸出電源穩(wěn)定運行。同步模塊222能夠通過對其所在的逆變器22輸 出的電源的頻率、電壓和相角進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而調(diào)整其所在的模塊組輸出的電源的頻率、電壓和相角。逆變器22中穩(wěn)態(tài)控制模塊221和同步模塊222配合工作，使得其所在模塊組的輸出的電源的頻率、電壓和相角可調(diào)，且輸出穩(wěn)定。任意兩個并聯(lián)的模塊組在進(jìn)行并網(wǎng)連接時，需要確保二者輸出的電源的頻率、電壓和相角同步，穩(wěn)態(tài)控制模塊221和同步模塊222的配合能夠很好地確保并聯(lián)的模塊組在并網(wǎng)連接時輸出的電源的頻率、電壓和相角同步，便于模塊組的并網(wǎng)連接。在一個示意性的實施方式中，該穩(wěn)態(tài)控制模塊221和同步模塊222均為軟件模塊或硬件模塊或通過軟硬件結(jié)合的方式實現(xiàn)。

當(dāng)主模塊組和從模塊組選定好后，圖3所示岸電電源系統(tǒng)的并網(wǎng)過程與圖2所示岸電電源系統(tǒng)的并網(wǎng)過程相同。并網(wǎng)過程中，主模塊組g1先實現(xiàn)穩(wěn)定輸出，然后該從模塊組g2、…、gn逐個或同時與主模塊組g1同步輸出且并網(wǎng)連接。該從模塊組g2、…、gn中的任意一個(以gn為例)與主模塊組g1同步輸出且并網(wǎng)連接的過程簡單描述如下：該從模塊組gn通過其中的逆變器22的穩(wěn)態(tài)控制模塊221和同步模塊222配合工作，將該從模塊組gn的輸出的電源的頻率、電壓和相角與主模塊組g1輸出的電源的頻率、電壓和相角進(jìn)行比較；若該從模塊組gn的輸出的電源的頻率、電壓和相角與主模塊組g1輸出的電源的頻率、電壓和相角不同步，則調(diào)整該從模塊組gn的輸出的電源的頻率、電壓和相角直至與主模塊組g1輸出的電源的頻率、電壓和相角同步；然后將該從模塊組gn與該主模塊組g1并網(wǎng)連接。

在一個示意性的實施方式中，每一模塊組還包括：一第一開關(guān)26，同一模塊組內(nèi)的整流器21、逆變器22、第一濾波器23和第一開關(guān)26依次串聯(lián)。系統(tǒng)上電時，控制單元24將被選定為主模塊組的模塊組(以g1為例)中的第一開關(guān)26閉合，而所有從模塊組中的第一開關(guān)26斷開。從另一角度來說，復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中第一開關(guān)26第一個閉合的模塊組為主模塊組。

當(dāng)主模塊組和從模塊組選定好后，每一從模塊組與主模塊組g1同步輸出且并網(wǎng)連接的過程與圖2所示實施例相同，具體包括：從模塊組(以gn為例)通過其中的同步模塊222調(diào)整其輸出的電源的頻率、電源和相角直至與主模塊組g1輸出的電源的頻率、電源和相角同步，并通過其中的逆變器22向控制單元24發(fā)出一并網(wǎng)允許命令，控制單元24接收并網(wǎng)允許命令后控制從模塊組gn中的第一開關(guān)26閉合以實現(xiàn)與主模塊組g1的并網(wǎng)連接。該實施例中，先從復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中選擇一個作為主模塊組，然后從模塊組逐個或同時與該主模塊組實現(xiàn)并網(wǎng)連接。每一從模塊組上電后，一開始并沒有和主模塊組并網(wǎng)連接(即從模塊組的第一開關(guān)26斷開)，只有調(diào)整其自身的輸出的電源與主模塊組的輸出的電源同步后，才通過將其中的第一開關(guān)閉合實現(xiàn)與主模塊組的并網(wǎng)連接。 該并網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)簡單。

在一個示意性的實施方式中，每一模塊組還包括：

一第一傳感器251，其能夠檢測其所在從模塊組輸出的電源；和

一第二傳感器252，其能夠在其所在模塊組被選為從模塊組時檢測主模塊組輸出的電源；

同一從模塊組(以gn為例)中，同步模塊222比較從其所在的模塊組gn輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)和主模塊組g1輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)，并且當(dāng)從模塊組gn輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)和主模塊組g1輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)不同步時調(diào)整從模塊組gn輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)直至與主模塊組g1輸出的電源(具體包括該電源的頻率、電壓和相角)同步。每一從模塊組分別通過其內(nèi)的第一傳感器251和第二傳感器252實現(xiàn)對其輸出的電源與主模塊組g1輸出的電源的檢測，進(jìn)而進(jìn)行比較、調(diào)整并實現(xiàn)該從模塊組和主模塊組的同步輸出，同步效果好。

需要說明的是，由于復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中任何一個均有可能被選為主模塊組或從模塊組。因此所有模塊組均包括第一傳感器251和第二傳感器252，二者分別電連接于其所在的模塊組的第一開關(guān)26的兩端。

圖4是本發(fā)明的一個實施例提供的岸電電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其與圖2和圖3相同之處不再重復(fù)贅述。從圖4中可以看出，岸電電源系統(tǒng)包括復(fù)數(shù)個電源組s1、…、sm，m為大于等于2的整數(shù)。每一電源組包括：一第一變壓器27，一第二變壓器28，和電連接于第一變壓器27和第二變壓器28之間的至少一模塊組。各個電源組s1、…、sm中包含的模塊組的數(shù)量可以相同，也可以不同。從另一個角度將，復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn分成m組，與m個電源組s1、…、sm一一對應(yīng)。每一電源組包括一組模塊組，每組模塊組由該至少一模塊組構(gòu)成。用戶能夠根據(jù)實際負(fù)載對功率的需求，選擇并網(wǎng)的電源組的數(shù)量，提高系統(tǒng)的靈活性。

在一個示意性的實施方式中，岸電電源系統(tǒng)包括一電源組。該電源組包括：一第一變壓器27，一第二變壓器28，和電連接于第一變壓器27和第二變壓器28之間的復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn。該實施例中，復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn沒有被分成多組，所有模塊組g1、…、gn的兩端均分別連接于第一變壓器27和第二變壓器28。與圖4所示的實施例相比，該實施例相當(dāng)于m＝1的情況。

同一電源組中，第一變壓器27將工業(yè)電網(wǎng)20(例如10kv，50hz)降壓(例如690v，50hz)，其又稱為降壓變壓器。然后，該至少一模塊組將降壓后的電源進(jìn)行變頻(例如690v， 60hz)后并網(wǎng)輸出。之后，第二變壓器28對變頻后的電源進(jìn)行升壓(例如6.6kv，60hz)，又稱為升壓變壓器。另外，第二變壓器28還具有隔離作用，將岸電電源系統(tǒng)與負(fù)載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離，又稱為隔離變壓器。電源組s1、…、sm的隔離變壓器并聯(lián)后輸出。這樣，復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中的變頻器(整流器21和逆變器22背靠背連接構(gòu)成)工作于低壓(例如小于1000v)下，降低了對變頻器的要求。最后，第二變壓器28將升壓且變頻后的電源輸出至接線箱29，供船舶使用。

在一個示意性的實施方式中，每一模塊組還包括一第二開關(guān)30，同一模塊組內(nèi)的第二開關(guān)30、整流器21、逆變器22、第一濾波器23和第一開關(guān)26串聯(lián)。每一電源組還包括：一第三開關(guān)31和一第四開關(guān)32，第三開關(guān)31、第一變壓器27、該至少一模塊組、第二變壓器28和第四開關(guān)32依次串聯(lián)。第二開關(guān)30、第三開關(guān)31和第四開關(guān)32能夠在岸電電源系統(tǒng)異常時斷開，提高了安全性。用戶能夠通過第二開關(guān)30將異常的模塊組旁路掉，提高了岸電電源系統(tǒng)的容錯性。在一個示意性的實施方式中，第一開關(guān)26、第二開關(guān)30、第三開關(guān)31和第四開關(guān)32均為斷路器。

在一個示意性的實施方式中，每一模塊組還包括：一第二濾波器33，同一模塊組內(nèi)的第二濾波器33、整流器21、逆變器22和第一濾波器23依次串聯(lián)。在一個示意性的實施方式中，第二濾波器33均為純凈電源濾波器，同時也是正弦波濾波器，其能夠防止模塊組對工業(yè)電網(wǎng)(例如10kv、50hz)的諧波干擾。

下面結(jié)合圖4闡述該岸電電源系統(tǒng)并網(wǎng)連接的過程。

1，選擇主模塊組和從模塊組

岸電電源系統(tǒng)上電前先選擇電源組s1、…、sm的主從關(guān)系，系統(tǒng)上電時在主電源組(包括主模塊組的電源組)內(nèi)根據(jù)控制單元24內(nèi)預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級邏輯確定復(fù)數(shù)個并聯(lián)的模塊組g1、…、gn中的一模塊組為主模塊組(例如g1)，其他模塊組都為從模塊組。

2，岸電電源系統(tǒng)啟動

當(dāng)岸電電源系統(tǒng)啟動上電開始后，所有第二開關(guān)30、所有第三開關(guān)31和第四開關(guān)32合閘，讓所有整流器21和逆變器22都完成上電；

3，主模塊組啟動

主模塊組g1輸出額定頻率后，控制單元24控制主模塊組g1中的第一開關(guān)26合閘，主模塊組g1根據(jù)定義好的斜坡發(fā)生器(圖中未畫出)提升電壓，使所有第二變壓器28相繼完成預(yù)充磁，逐步升壓致額定輸出電壓，最終使得主模塊組g1的輸出穩(wěn)定在額定電壓和額定頻率(例如60hz)。

4，從模塊組啟動并與主模塊組并網(wǎng)連接

其他從模塊組逐個或同時輸出額定電壓、額定頻率；然后開始和主模塊組g1進(jìn)行同步，調(diào)整剛剛啟動的從模塊組輸出的電壓、頻率、相角，當(dāng)完成電壓、頻率、相角的鎖定后，新啟動的從模塊組發(fā)出與主模塊組g1并網(wǎng)允許命令，通過控制單元24讓該新啟動的從模塊組中的第一開關(guān)26合閘，實現(xiàn)與主模塊組g1并網(wǎng)連接。依次類推，逐個或同時完成剩余從模塊組的并網(wǎng)連接，最終實現(xiàn)復(fù)數(shù)個模塊組的同步輸出。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實施方式描述的，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。