CN107240915A - 岸电电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岸电电源系统，包括：复数个并联的模块组(G1、…、Gn)，每一所述模块组包括：依次串联的一整流器(21)、一逆变器(22)和一第一滤波器(23)，和一控制单元(24)，其能够控制各所述模块组实现并网连接。各个模块组彼此独立，因此能够并联的模块组的数量不受限制，该岸电电源系统的容量可扩展性好。

Description

岸电电源系统

技术领域

本发明涉及岸电电源技术领域，尤其涉及岸电电源系统。

背景技术

早期当船舶靠岸停泊以后，通常采用辅助柴油发电机供电，柴油发电机在港口产生了严重的废气污染和噪声污染。岸电电源是船舶靠岸以后采用陆地岸侧电源给船舶提供供电并取代柴油发动机运行发电的方式，通过洁净的岸电电源能大大推进绿色港口的发展。

岸电电源系统(又称为岸用变频电源系统，或电子静止式岸电电源系统)是专门针对岸边码头等高温、高湿、高腐蚀性、大负荷冲击等恶劣使用环境而特别设计制造的大功率变频电源设备。岸电电源系统对船舶用电设备进行供电，广泛应用于船舶制造及修理厂、远洋钻井平台、岸边码头等场合。船舶电网通常是60Hz，美国、日本等国家港口电网制式是60Hz，中国和欧洲等港口电网制式通常是50Hz，所以研制50Hz大功率电源转换装置，对60Hz停港船舶供电有重大意义。

图1是现有技术的一种岸电电源系统的结构示意图。从图1中可以看出，该岸电电源系统包括依次串联的整流变压器12、并联的复数个变频器13、正弦波滤波器14和输出变压器15。该岸电电源系统将外部工业电网11(如50Hz)转换为船舶16使用的电源(如60Hz)。其中变频器13包括串联的整流器131和逆变器132。多个变频器13并联是通过共用直流母线实现的。系统中并联的变频器13的数量有限制，一般不超过4个。多个逆变器13的并联后输出侧连接大容量的正弦波滤波器14来实现正弦波输出。

发明内容

本发明的目的之一是提供岸电电源系统，其容量可扩展性好。

本发明的一个方面提供了提供岸电电源系统包括：

复数个并联的模块组，每一模块组包括：依次串联的一整流器、一逆变器和一第一滤波器，和

一控制单元，其能够控制各模块组实现并网连接。

各个模块组彼此独立，因此能够并联的模块组的数量不受限制，该岸电电源系统的容量(或功率)可扩展性好。

在岸电电源系统的一种示意性的实施方式中，复数个并联的模块组包括一个主模块组，和至少一个从模块组；至少一个从模块组逐个或同时与主模块组同步输出且并网连接。

该复数个并联的模块组通过主模块组和从模块组的分组，从模块组以主模块组为基准进行并网连接，使得并网连接简单，有效。

在岸电电源系统的另一种示意性的实施方式中，每一从模块组中的逆变器包括：

一稳态控制模块，其能够对逆变器输出的电源的频率和电压进行独立控制并实现稳定输出；和

一同步模块，其能够调整从模块组输出的电源的频率、电压和相角。

稳态控制模块和同步模块的配合能够很好地确保并联的模块组在并网连接时输出的电源的频率、电压和相角同步，便于模块组的并网连接。

在岸电电源系统的再一种示意性的实施方式中，每一从模块组还包括：一第一开关，同一从模块组内的整流器、逆变器、第一滤波器和第一开关依次串联；

每一从模块组与主模块组同步输出且并网连接具体包括：从模块组通过其中的同步模块调整其输出的电源的频率、电源和相角直至与主模块输出的电源的频率、电源和相角同步，并通过其中的逆变器向控制单元发出一并网允许命令，控制单元接收并网允许命令后控制从模块组中的第一开关闭合以实现与主模块组的并网连接。该并网连接结构简单。

在岸电电源系统的又一种示意性的实施方式中，每一所述从模块组还包括：

一第一传感器，其能够检测其所在从模块组输出的电源；和

一第二传感器，其能够检测所述主模块组输出的电源；

同一所述从模块组中，所述同步模块比较所述从模块组输出的电源和所述主模块组输出的电源，并且当所述从模块组输出的电源和所述主模块组输出的电源不同步时调整所述从模块组输出的电源直至所述主模块组输出的电源同步。

每一从模块组分别通过其内的第一传感器和第二传感器实现对其输出的电源与主模块组输出的电源的检测，进而进行比较、调整并实现该从模块组和主模块组的同步输出，同步效果好。

在岸电电源系统的又一种示意性的实施方式中，复数个并联的模块组中的一个被选定为主模块组，其余模块组被选定为从模块组；所述从模块组逐个或同时与所述主模块组(G1)同步输出且并网连接。

该岸电电源系统能够灵活地将复数个并联的模块组中任意一个模块组选择作为主模块组，系统的灵活性好。

在岸电电源系统的又一种示意性的实施方式中，每一逆变器包括：

一稳态控制模块，其能够对逆变器输出的电源的频率和电压进行独立控制并实现稳定输出；和

一同步模块，其能够调整模块组输出的电源的频率、电压和相角。

稳态控制模块和同步模块的配合能够很好地确保并联的模块组在并网连接时输出的电源的频率、电压和相角同步，便于模块组的并网连接。

在岸电电源系统的又一种示意性的实施方式中，每一模块组还包括：一第一开关，同一模块组内的整流器、逆变器、第一滤波器和第一开关依次串联；系统上电时，控制单元将被选定为主模块组的模块组中的第一开关闭合；

每一从模块组与主模块组同步输出且并网连接具体包括：从模块组通过其中的同步模块调整其输出的电源的频率、电源和相角直至与主模块输出的电源的频率、电源和相角同步，并通过其中的逆变器向控制单元发出一并网允许命令，控制单元接收并网允许命令后控制从模块组中的第一开关闭合以实现与主模块组的并网连接。该并网连接结构简单。

在岸电电源系统的又一种示意性的实施方式中，每一模块组还包括：

一第一传感器，其能够检测其所在模块组输出的电源；和

一第二传感器，其能够在其所在模块组被选为从模块组时检测主模块组输出的电源；

同一从模块组中，同步模块比较从模块组输出的电源和主模块组输出的电源，并且当从模块组输出的电源和主模块组输出的电源不同步时调整从模块组输出的电源直至主模块输出的电源同步。

每一从模块组分别通过其内的第一传感器和第二传感器实现对其输出的电源与主模块组输出的电源的检测，进而进行比较、调整并实现该从模块组和主模块组的同步输出，同步效果好。

在岸电电源系统的又一种示意性的实施方式中，岸电电源系统包括复数个电源组，每一电源组包括：一第一变压器，一第二变压器，和电连接于第一变压器和第二变压器之间的至少一模块组。用户能够根据实际负载对功率的需求，选择并网的电源组的数量，提高系统的灵活性。

在岸电电源系统的又一种示意性的实施方式中，每一模块组还包括一第二开关，同一模块组内的第二开关、整流器、逆变器、第一滤波器和第一开关串联；

每一电源组还包括：一第三开关和一第四开关，第三开关、第一变压器、至少一模块组、第二变压器和第四开关依次串联。第二开关、第三开关和第四开关能够在岸电电源系统异常时断开，提高了安全性。

在岸电电源系统的又一种示意性的实施方式中，每一模块组还包括：一第二滤波器，同一模块组内的第二滤波器、整流器、逆变器和第一滤波器依次串联。第二滤波器能够防止模块组对工业电网的谐波干扰

附图说明

下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本发明上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明，其中：

图1是现有技术的一种岸电电源系统的结构示意图；

图2是本发明的一个实施例提供的岸电电源系统的结构示意图；

图3是本发明的一个实施例提供的岸电电源系统的结构示意图；

图4是本发明的一个实施例提供的岸电电源系统的结构示意图。

标号说明：

11 外部工业电网

12 整流变压器

13 变频器

131 整流器

132 逆变器

14 正弦波滤波器

15 输出变压器

16 船舶

20 外部电网

21 整流器

22 逆变器

221 稳态控制模块

222 同步模块

23 第一滤波器

24 控制单元

251 第一传感器

252 第二传感器

26 第一开关

27 第一变压器

28 第二变压器

29 接线箱

30 第二开关

31 第三开关

32 第四开关

G1、…、Gn 模块组

S1、…、Sm 电源组

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

下面讨论的各图以及被用来描述在该专利文档中的本公开的原理的各种实施例仅以说明的方式并且无论如何不应该被解释成限制本公开的范围。本领域技术人员将会理解，可以在任何适当布置的设备中实施本公开的原理。将参考示例性非限制实施例来描述本申请的各种创新教导。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地示出了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

图2是本发明的一个实施例提供的岸电电源系统的结构示意图。从图2中可以看出，该岸电电源系统包括：

复数个并联的模块组G1、…、Gn，每一模块组包括：依次串联的一整流器21、一逆变器22和一第一滤波器23，和

一控制单元24，其能够控制各模块组G1、…、Gn实现并网连接。

模块组的数量是两个或两个以上，因此n取大于等于2的整数。该岸电电源系统能够将外部电网20(如50Hz)转换为船舶使用的电源(如60Hz)。每一模块组中，整流器21将输入的第一频率的交流电源(例如690V、50Hz)转变为直流电源输出给逆变器22，逆变器22将该直流电源转换成第二频率的PWM方波电源(例如690V、60Hz)输出给第一滤波器23，第一滤波器23将该PWM方波电源转换成第二频率的正弦波电源(例如690V、60Hz)。这样每一模块组都能将第一频率的交流电源转换成第二频率的正弦波电源，实现了频率的转换。复数个模块组G1、…、Gn并联且在控制单元24的控制下实现并网连接，能够提高岸电电源系统的容量。另外，每一模块组中整流器21和逆变器22组成一变频器。各个模块组的变频器彼此独立，没有共用直流母线；因此能够并联的模块组的数量不受限制，该岸电电源系统的容量(或功率)可扩展性好，用户能够根据实际需求适应地选择并联的模块组的数量。另外，各个模块组的变频器彼此独立，没有共用直流母线，因此复数个模块组并联后其容量(或功率)不会下降。再者，第一滤波器为正弦波滤波器，每一模块组均包括一个第一滤波器，没有共用一个共同的正弦波滤波器，因此每一个正弦波滤波器的容量均不需要太大，避免了对大容量正弦波滤波器的需求。每一模块组中整流器21和逆变器22组成的变频器与第一滤波器23容易匹配，输出的正弦波所含的杂波少。在一个示意性的实施方式中，该每一模块组中整流器21和逆变器22组成的变频器为低压变频器，电压小于1000V，功率小于1.5兆瓦。此时外部电网20输出至每一模块组的第一频率的交流电源是将高压电源(例如10KV)经过降压后得到的，图2中未示出该变压装置。这样，选择合适的并联的模块组的数量，该岸电电源系统的功率可达12兆瓦，甚至更高，满足对大容量岸电电源系统的需求。在一个示意性的实施方式中，该第一滤波器23为纯净电源滤波器，其输出的谐波对负载的影响小。在一个示意性的实施方式中，整流器21为西门子公司生产的S120主动前端电源模块(Active Line Module)。逆变器22为西门子公司生产的S120主动前端电源模块。同一模块组内的整流器21和逆变器22背靠背连接。S120主动前端电源模块既具有整流功能，又具有逆变功能，将两个S120主动前端电源模块背靠背连接能够实现一个变频器的功能。在一个示意性的实施方式中，控制单元24为PLC(可编程逻辑控制器)。

在一个示意性的实施方式中，该复数个并联的模块组并网连接以其中的一个模块组(称之为主模块组)为基准；其他模块组(称之为从模块组)均以该主模块组为基准，与该主模块组进行并网连接。复数个并联的模块组G1、…、Gn中哪个是主模块组，哪个是从模块组，主要是看哪个模块组最先上电并实现稳定输出哪个就是主模块组，其他就是从模块组。

在一个示意性的实施方式中，如图2所示的岸电电源系统，复数个并联的模块组G1、…、Gn包括一个主模块组G1，和至少一个从模块组G2、…、Gn。该至少一个从模块组G2、…、Gn逐个或同时与主模块组G1同步输出且并网连接。主模块组G1通过硬连接的方式被直接确定下来，用户无法选择其他模块组为主模块组。系统上电时，用户无需从复数个并联的模块组G1、…、Gn选择主模块组，该主模块组G1被第一个上电并实现稳定输出。该复数个并联的模块组G1、…、Gn通过主模块组和从模块组的分组，从模块组以主模块组为基准进行并网连接，使得并网连接简单，有效。

在一个示意性的实施方式中，每一从模块组中的逆变器22包括：

一稳态控制模块221，其能够对逆变器22输出的电源的频率和电压进行独立控制并实现稳定输出；和

一同步模块222，其能够调整该从模块组输出的电源的频率、电压和相角。

稳态控制模块221解除了其所在的逆变器22输出的电源的频率和电压的耦合，能够对其所在的逆变器22输出的电源的频率和电压进行独立控制，完成电压、频率、相角的跟踪，进而确保其所在的模块组输出的电源运行稳定。稳态控制模块221通过稳态特性曲线，动态地将负载分配到电网中的其他模块组上以保持输出电源稳定运行。同步模块222能够通过对其所在的逆变器22输出的电源的频率、电压和相角进行调整，进而调整其所在的模块组输出的电源的频率、电压和相角。逆变器22中稳态控制模块221和同步模块222配合工作，使得其所在模块组的输出的电源的频率、电压和相角可调，且输出稳定。任意两个并联的模块组在进行并网连接时，需要确保二者输出的电源的频率、电压和相角同步，稳态控制模块221和同步模块222的配合能够很好地确保并联的模块组在并网连接时输出的电源的频率、电压和相角同步，便于模块组的并网连接。在一个示意性的实施方式中，该稳态控制模块221和同步模块222均为软件模块或硬件模块或通过软硬件结合的方式实现。

并网过程中，主模块组G1先实现稳定输出，然后至少一个从模块组G2、…、Gn逐个或同时与主模块组G1同步输出且并网连接。该至少一个从模块组G2、…、Gn中的任意一个(以Gn为例)与主模块组G1同步输出且并网连接的过程简单描述如下：该从模块组Gn通过其中的逆变器22的稳态控制模块221和同步模块222配合工作，将该从模块组Gn的输出的电源的频率、电压和相角与主模块组G1输出的电源的频率、电压和相角进行比较；若该从模块组Gn的输出的电源的频率、电压和相角与主模块组G1输出的电源的频率、电压和相角不同步，则调整该从模块组Gn的输出的电源的频率、电压和相角直至与主模块组G1输出的电源的频率、电压和相角同步；然后将该从模块组Gn与该主模块组G1并网连接。

在一个示意性的实施方式中，每一从模块组还包括：一第一开关26，同一从模块组内的整流器21、逆变器22、第一滤波器23和第一开关26依次串联。

每一从模块组与主模块组G1同步输出且并网连接具体包括：该从模块组(以Gn为例)通过其中的同步模块222调整其输出的电源的频率、电源和相角直至与主模块组G1输出的电源的频率、电源和相角同步，并通过其中的逆变器22向控制单元24发出一并网允许命令，控制单元24接收并网允许命令后控制从模块组Gn中的第一开关26闭合以实现与主模块组G1的并网连接。该实施例中，主模块组始终确定不变，从模块组逐个或同时与该主模块组实现并网连接。每一从模块组上电后，一开始并没有和主模块组并网连接，只有调整其自身的输出的电源与主模块组的输出的电源同步后，才通过将该从模块组中的第一开关闭合实现与主模块组的并网连接。该并网连接结构简单。

在一个示意性的实施方式中，每一从模块组还包括：

一第一传感器251，其能够检测其所在从模块组输出的电源；和

一第二传感器252，其能够检测主模块组G1输出的电源；

同一从模块组(以Gn为例)中，同步模块222比较其所在从模块组Gn输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)和主模块组G1输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)，并且当从模块组Gn输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)和主模块组G1输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)不同步时调整从模块组Gn输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)直至与主模块组G1输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)同步。每一从模块组分别通过其内的第一传感器251和第二传感器252实现对其输出的电源与主模块组G1输出的电源的检测，进而进行比较、调整并实现该从模块组和主模块组的同步输出，同步效果好。

在一个示意性的实施方式中，如图3所示的岸电电源系统，所述复数个并联的模块组G1、…、Gn中的一个(以G1为例)被选定为主模块组，其余所述模块组G2、…、Gn被选定为从模块组；所述从模块组G2、…、Gn逐个或同时与所述主模块组(G1)同步输出且并网连接。上电前，主模块组G1没有直接被确定下来，复数个并联的模块组G1、…、Gn中的每一个模块组均是同等地位。用户在使用过程中，复数个并联的模块组G1、…、Gn中的一个被选定为主模块组，其余模块组被选定为从模块组。这样，该岸电电源系统能够灵活地将复数个并联的模块组G1、…、Gn中任意一个模块组选择作为主模块组，系统的灵活性好。

在一个示意性的实施方式中，每一逆变器22包括：

一稳态控制模块221，其能够对逆变器22输出的电源的频率和电压进行独立控制并实现稳定输出；和

一同步模块222，其能够调整该模块组输出的电源的频率、电压和相角。也就是说，不论是主模块组中的逆变器还是从模块组中的逆变器都具有相同的结构。

稳态控制模块221解除了其所在的逆变器22输出的电源的频率和电压的耦合，能够对频率和电压进行独立控制，完成电压、频率、相角的跟踪，进而确保其所在的模块组输出的电源运行稳定。稳态控制模块221通过稳态特性曲线，动态地将负载分配到电网中的其他模块组上以保持输出电源稳定运行。同步模块222能够通过对其所在的逆变器22输出的电源的频率、电压和相角进行调整，进而调整其所在的模块组输出的电源的频率、电压和相角。逆变器22中稳态控制模块221和同步模块222配合工作，使得其所在模块组的输出的电源的频率、电压和相角可调，且输出稳定。任意两个并联的模块组在进行并网连接时，需要确保二者输出的电源的频率、电压和相角同步，稳态控制模块221和同步模块222的配合能够很好地确保并联的模块组在并网连接时输出的电源的频率、电压和相角同步，便于模块组的并网连接。在一个示意性的实施方式中，该稳态控制模块221和同步模块222均为软件模块或硬件模块或通过软硬件结合的方式实现。

当主模块组和从模块组选定好后，图3所示岸电电源系统的并网过程与图2所示岸电电源系统的并网过程相同。并网过程中，主模块组G1先实现稳定输出，然后该从模块组G2、…、Gn逐个或同时与主模块组G1同步输出且并网连接。该从模块组G2、…、Gn中的任意一个(以Gn为例)与主模块组G1同步输出且并网连接的过程简单描述如下：该从模块组Gn通过其中的逆变器22的稳态控制模块221和同步模块222配合工作，将该从模块组Gn的输出的电源的频率、电压和相角与主模块组G1输出的电源的频率、电压和相角进行比较；若该从模块组Gn的输出的电源的频率、电压和相角与主模块组G1输出的电源的频率、电压和相角不同步，则调整该从模块组Gn的输出的电源的频率、电压和相角直至与主模块组G1输出的电源的频率、电压和相角同步；然后将该从模块组Gn与该主模块组G1并网连接。

在一个示意性的实施方式中，每一模块组还包括：一第一开关26，同一模块组内的整流器21、逆变器22、第一滤波器23和第一开关26依次串联。系统上电时，控制单元24将被选定为主模块组的模块组(以G1为例)中的第一开关26闭合，而所有从模块组中的第一开关26断开。从另一角度来说，复数个并联的模块组G1、…、Gn中第一开关26第一个闭合的模块组为主模块组。

当主模块组和从模块组选定好后，每一从模块组与主模块组G1同步输出且并网连接的过程与图2所示实施例相同，具体包括：从模块组(以Gn为例)通过其中的同步模块222调整其输出的电源的频率、电源和相角直至与主模块组G1输出的电源的频率、电源和相角同步，并通过其中的逆变器22向控制单元24发出一并网允许命令，控制单元24接收并网允许命令后控制从模块组Gn中的第一开关26闭合以实现与主模块组G1的并网连接。该实施例中，先从复数个并联的模块组G1、…、Gn中选择一个作为主模块组，然后从模块组逐个或同时与该主模块组实现并网连接。每一从模块组上电后，一开始并没有和主模块组并网连接(即从模块组的第一开关26断开)，只有调整其自身的输出的电源与主模块组的输出的电源同步后，才通过将其中的第一开关闭合实现与主模块组的并网连接。该并网连接结构简单。

在一个示意性的实施方式中，每一模块组还包括：

一第一传感器251，其能够检测其所在从模块组输出的电源；和

一第二传感器252，其能够在其所在模块组被选为从模块组时检测主模块组输出的电源；

同一从模块组(以Gn为例)中，同步模块222比较从其所在的模块组Gn输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)和主模块组G1输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)，并且当从模块组Gn输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)和主模块组G1输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)不同步时调整从模块组Gn输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)直至与主模块组G1输出的电源(具体包括该电源的频率、电压和相角)同步。每一从模块组分别通过其内的第一传感器251和第二传感器252实现对其输出的电源与主模块组G1输出的电源的检测，进而进行比较、调整并实现该从模块组和主模块组的同步输出，同步效果好。

需要说明的是，由于复数个并联的模块组G1、…、Gn中任何一个均有可能被选为主模块组或从模块组。因此所有模块组均包括第一传感器251和第二传感器252，二者分别电连接于其所在的模块组的第一开关26的两端。

图4是本发明的一个实施例提供的岸电电源系统的结构示意图。其与图2和图3相同之处不再重复赘述。从图4中可以看出，岸电电源系统包括复数个电源组S1、…、Sm，m为大于等于2的整数。每一电源组包括：一第一变压器27，一第二变压器28，和电连接于第一变压器27和第二变压器28之间的至少一模块组。各个电源组S1、…、Sm中包含的模块组的数量可以相同，也可以不同。从另一个角度将，复数个并联的模块组G1、…、Gn分成m组，与m个电源组S1、…、Sm一一对应。每一电源组包括一组模块组，每组模块组由该至少一模块组构成。用户能够根据实际负载对功率的需求，选择并网的电源组的数量，提高系统的灵活性。

在一个示意性的实施方式中，岸电电源系统包括一电源组。该电源组包括：一第一变压器27，一第二变压器28，和电连接于第一变压器27和第二变压器28之间的复数个并联的模块组G1、…、Gn。该实施例中，复数个并联的模块组G1、…、Gn没有被分成多组，所有模块组G1、…、Gn的两端均分别连接于第一变压器27和第二变压器28。与图4所示的实施例相比，该实施例相当于m＝1的情况。

同一电源组中，第一变压器27将工业电网20(例如10KV，50Hz)降压(例如690V，50Hz)，其又称为降压变压器。然后，该至少一模块组将降压后的电源进行变频(例如690V，60Hz)后并网输出。之后，第二变压器28对变频后的电源进行升压(例如6.6KV，60Hz)，又称为升压变压器。另外，第二变压器28还具有隔离作用，将岸电电源系统与负载网络进行隔离，又称为隔离变压器。电源组S1、…、Sm的隔离变压器并联后输出。这样，复数个并联的模块组G1、…、Gn中的变频器(整流器21和逆变器22背靠背连接构成)工作于低压(例如小于1000V)下，降低了对变频器的要求。最后，第二变压器28将升压且变频后的电源输出至接线箱29，供船舶使用。

在一个示意性的实施方式中，每一模块组还包括一第二开关30，同一模块组内的第二开关30、整流器21、逆变器22、第一滤波器23和第一开关26串联。每一电源组还包括：一第三开关31和一第四开关32，第三开关31、第一变压器27、该至少一模块组、第二变压器28和第四开关32依次串联。第二开关30、第三开关31和第四开关32能够在岸电电源系统异常时断开，提高了安全性。用户能够通过第二开关30将异常的模块组旁路掉，提高了岸电电源系统的容错性。在一个示意性的实施方式中，第一开关26、第二开关30、第三开关31和第四开关32均为断路器。

在一个示意性的实施方式中，每一模块组还包括：一第二滤波器33，同一模块组内的第二滤波器33、整流器21、逆变器22和第一滤波器23依次串联。在一个示意性的实施方式中，第二滤波器33均为纯净电源滤波器，同时也是正弦波滤波器，其能够防止模块组对工业电网(例如10KV、50Hz)的谐波干扰。

下面结合图4阐述该岸电电源系统并网连接的过程。

1，选择主模块组和从模块组

岸电电源系统上电前先选择电源组S1、…、Sm的主从关系，系统上电时在主电源组(包括主模块组的电源组)内根据控制单元24内预先设定的优先级逻辑确定复数个并联的模块组G1、…、Gn中的一模块组为主模块组(例如G1)，其他模块组都为从模块组。

2，岸电电源系统启动

当岸电电源系统启动上电开始后，所有第二开关30、所有第三开关31和第四开关32合闸，让所有整流器21和逆变器22都完成上电；

3，主模块组启动

主模块组G1输出额定频率后，控制单元24控制主模块组G1中的第一开关26合闸，主模块组G1根据定义好的斜坡发生器(图中未画出)提升电压，使所有第二变压器28相继完成预充磁，逐步升压致额定输出电压，最终使得主模块组G1的输出稳定在额定电压和额定频率(例如60Hz)。

4，从模块组启动并与主模块组并网连接

其他从模块组逐个或同时输出额定电压、额定频率；然后开始和主模块组G1进行同步，调整刚刚启动的从模块组输出的电压、频率、相角，当完成电压、频率、相角的锁定后，新启动的从模块组发出与主模块组G1并网允许命令，通过控制单元24让该新启动的从模块组中的第一开关26合闸，实现与主模块组G1并网连接。依次类推，逐个或同时完成剩余从模块组的并网连接，最终实现复数个模块组的同步输出。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.岸电电源系统，包括：

复数个并联的模块组(G1、…、Gn)，每一所述模块组包括：依次串联的一整流器(21)、一逆变器(22)和一第一滤波器(23)，和

一控制单元(24)，其能够控制各所述模块组实现并网连接。

2.根据权利要求1所述的岸电电源系统，其特征在于，所述复数个并联的模块组(G1、…、Gn)包括一个主模块组(G1)，和至少一个从模块组(G2、…、Gn)；所述至少一个从模块组(G2、…、Gn)逐个或同时与所述主模块组(G1)同步输出且并网连接。

3.根据权利要求2所述的岸电电源系统，其特征在于，每一所述从模块组中的所述逆变器(22)包括：

一稳态控制模块(221)，其能够对所述逆变器(22)输出的电源的频率和电压进行独立控制并实现稳定输出；和

一同步模块(222)，其能够调整所述从模块组输出的电源的频率、电压和相角。

4.根据权利要求3所述的岸电电源系统，其特征在于，每一所述从模块组还包括：一第一开关(26)，同一所述从模块组内的所述整流器(21)、所述逆变器(22)、所述第一滤波器(23)和所述第一开关(26)依次串联；

每一所述从模块组与所述主模块组(G1)同步输出且并网连接具体包括：所述从模块组通过其中的所述同步模块(222)调整其输出的电源的频率、电源和相角直至与所述主模块组(G1)输出的电源的频率、电源和相角同步，并通过其中的所述逆变器(22)向所述控制单元(24)发出一并网允许命令，所述控制单元(24)接收所述并网允许命令后控制所述从模块组中的所述第一开关(26)闭合以实现与所述主模块组(G1)的并网连接。

5.根据权利要求3所述的岸电电源系统，其特征在于，每一所述从模块组还包括：

一第一传感器(251)，其能够检测其所在从模块组输出的电源；和

一第二传感器(252)，其能够检测所述主模块组(G1)输出的电源；

同一所述从模块组中，所述同步模块(222)比较所述从模块组输出的电源和所述主模块组(G1)输出的电源，并且当所述从模块组输出的电源和所述主模块组(G1)输出的电源不同步时调整所述从模块组输出的电源直至所述主模块组(G1)输出的电源同步。

6.根据权利要求1所述的岸电电源系统，其特征在于，所述复数个并联的模块组(G1、…、Gn)中的一个被选定为主模块组(G1)，其余所述模块组被选定为从模块组(G2、…、Gn)；所述从模块组(G2、…、Gn)逐个或同时与所述主模块组(G1)同步输出且并网连接。

7.根据权利要求6所述的岸电电源系统，其特征在于，每一所述逆变器(22)包括：

一稳态控制模块(221)，其能够对所述逆变器(22)输出的电源的频率和电压进行独立控制并实现稳定输出；和

一同步模块(222)，其能够调整所述模块组输出的电源的频率、电压和相角。

8.根据权利要求7所述的岸电电源系统，其特征在于，每一所述模块组还包括：一第一开关(26)，同一所述模块组内的所述整流器(21)、所述逆变器(22)、所述第一滤波器(23)和所述第一开关(26)依次串联；系统上电时，所述控制单元(24)将被选定为主模块组的所述模块组中的所述第一开关(26)闭合；

每一所述从模块组与所述主模块组(G1)同步输出且并网连接具体包括：所述从模块组通过其中的所述同步模块(222)调整其输出的电源的频率、电源和相角直至与所述主模块组(G1)输出的电源的频率、电源和相角同步，并通过其中的所述逆变器(22)向所述控制单元(24)发出一并网允许命令，所述控制单元(24)接收所述并网允许命令后控制所述从模块组中的所述第一开关(26)闭合以实现与所述主模块组(G1)的并网连接。

9.根据权利要求7所述的岸电电源系统，其特征在于，每一所述模块组还包括：

一第一传感器(251)，其能够检测其所在模块组输出的电源；和

一第二传感器(252)，其能够在其所在模块组被选为从模块组时检测所述主模块组输出的电源；同一所述从模块组中，所述同步模块(222)比较所述从模块组输出的电源和所述主模块组(G1)输出的电源，并且当所述从模块组输出的电源和所述主模块组(G1)输出的电源不同步时调整所述从模块组输出的电源直至所述主模块组(G1)输出的电源同步。

10.根据权利要求1所述的岸电电源系统，其特征在于，所述岸电电源系统包括复数个电源组(S1、…、Sm)，每一所述电源组包括：一第一变压器(27)，一第二变压器(28)，和电连接于所述第一变压器(27)和所述第二变压器(28)之间的至少一所述模块组。

11.根据权利要求10所述的岸电电源系统，其特征在于，

每一所述模块组还包括一第二开关(30)，同一所述模块组内的所述第二开关(30)、所述整流器(21)、所述逆变器(22)、所述第一滤波器(23)和所述第一开关(26)串联；

每一所述电源组还包括：一第三开关(31)和一第四开关(32)，所述第三开关(31)、所述第一变压器(27)、所述至少一所述模块组、所述第二变压器(28)和所述第四开关(32)依次串联。

12.根据权利要求10所述的岸电电源系统，其特征在于，每一所述模块组还包括：一第二滤波器(33)，同一所述模块组内的所述第二滤波器(33)、所述整流器(21)、所述逆变器(22)和所述第一滤波器(23)依次串联。