一種基于三電平拓?fù)浯蠊β拾峨娮冾l電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于船舶供電電源技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于三電平拓?fù)浯蠊β拾峨娮冾l電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，環(huán)境問題已成為影響國家可持續(xù)發(fā)展的重要因素。節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展已成為國家發(fā)展的重大戰(zhàn)略。交通是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱之一，海運(yùn)及水運(yùn)又是交通的重要構(gòu)成。我國目前擁有生產(chǎn)用碼頭泊位超過30000個(gè)，其中萬噸級(jí)及以上泊位超過2000個(gè)，并以每年近10%的速度迅速增長(zhǎng)。目前靠港船舶大都利用輔機(jī)發(fā)電來滿足船上冷藏、空調(diào)、加熱、通訊、照明等電力需求，但同時(shí)排放出的可吸入顆粒物、氮氧化物、硫氧化物等物質(zhì)嚴(yán)重污染環(huán)境。
[0003]針對(duì)船舶排放對(duì)港口產(chǎn)生的污染，北美、歐洲及亞洲一些國家和地區(qū)的政府(如新加坡和香港)已采取相關(guān)措施來防治船舶和港口的空氣污染。歐洲包括哥德堡港、斯德哥爾摩港等10余個(gè)港口安裝了船舶岸基供電系統(tǒng)。我國自2010年開始，連云港、天津港、上海港等部分港口也已陸續(xù)開始岸電電源建設(shè)。為促進(jìn)岸電技術(shù)的發(fā)展，2011到2012年，交通部陸續(xù)出臺(tái)了《碼頭船舶岸電設(shè)施建設(shè)技術(shù)規(guī)范》、《港口船舶岸基供電系統(tǒng)技術(shù)條件》、《港口船舶岸基供電系統(tǒng)操作技術(shù)規(guī)程》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)利用交通運(yùn)輸節(jié)能減排專項(xiàng)資金對(duì)已經(jīng)實(shí)施的項(xiàng)目提供相當(dāng)于建設(shè)成本20%的資金獎(jiǎng)勵(lì)。
[0004]岸電電源的建設(shè)不僅可以解決靠岸船舶靠港供電的問題，而且可以給港口帶來經(jīng)濟(jì)收益和環(huán)境收益。目前，岸電變頻電源主要有兩種供電要求，分別為6.6kV/60Hz和440V/50Hz，前者主要用于供電容量在MW級(jí)以上的大型船舶，后者主要用于容量相對(duì)較小的船舶。6.6kV/60Hz的變頻電源設(shè)計(jì)目前主要有兩種技術(shù)路線:高低高方案和高高方案，高低高方案即把10kV/50Hz的電源經(jīng)過降壓變壓器變?yōu)?00V或690的低壓，然后再經(jīng)過低壓變頻器把50Hz變?yōu)?0Hz，再經(jīng)過升壓變壓器變?yōu)?.6kV/60Hz，給船舶供電；高高方案是把10kV/50Hz的三相電經(jīng)過移相變壓器變成多路低壓電，然后通過Η橋級(jí)聯(lián)型功率單元進(jìn)行整流和逆變產(chǎn)生6.6kV/60Hz，再經(jīng)過隔離變壓器給船舶供電。兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都需要較多的低壓功率器件來實(shí)現(xiàn)較大的功率，前一種需要對(duì)器件進(jìn)行并聯(lián)，后一種需要對(duì)器件進(jìn)行多級(jí)串聯(lián)。隨著器件的增多，系統(tǒng)可靠性降低，控制復(fù)雜程度高，體積較大，供電可靠性差。針對(duì)以上問題，提出一種基于三電平拓?fù)涞母吖╇娍煽啃缘陌峨娮冾l電源裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種基于三電平拓?fù)涞陌峨娮冾l電源裝置，本岸電變頻電源裝置采用三電平拓?fù)湓O(shè)計(jì)，從而大大提高了系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種基于三電平拓?fù)浯蠊β拾峨娮冾l電源裝置，包括6.6kV變頻電源、進(jìn)線開關(guān)柜、出線開關(guān)柜、輸入變壓器、輸出隔離變壓器以及綜合控制系統(tǒng);所述岸電變頻電源裝置輸入端通過所述進(jìn)線開關(guān)柜與所述輸入變壓器輸入端相連，所述輸入變壓器輸出端與所述
6.6kV變頻電源輸入端相連，所述6.6kV變頻電源輸出端通過所述輸出隔離變壓器與所述出線開關(guān)柜相連，所述綜合控制系統(tǒng)分別與所述6.6kV變頻電源、所述進(jìn)線開關(guān)柜和所述出線開關(guān)柜相連，同時(shí)所述綜合控制系統(tǒng)通過通信電纜與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)相連。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選，所述6.6kV變頻電源為三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括三電平整流器、直流支撐電容、三電平逆變器、LCR濾波器和二次控制系統(tǒng);所述三電平整流器輸出端通過所述直流支撐電容與所述三電平逆變器輸入端連接，所述三電平逆變器輸出端與所述LCR濾波器連接，所述二次控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電路分別與所述三電平整流器和三電平逆變器的受控端相連。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選，所述三電平整流器及所述三電平逆變器每一相均采用二極管箝位型三電平拓?fù)潆娐纺K，所述二極管箝位型三電平拓?fù)潆娐纺K包含四個(gè)全控功率器件T11、T12、T21和T22以及與四個(gè)全控功率器件連接的續(xù)流二極管，還包含兩個(gè)專用箝位二極管011、012、吸收電容和驅(qū)動(dòng)電路;所述全控功率器件1'11、112、了21、了22的發(fā)射極和集電極分別與其對(duì)應(yīng)的所述續(xù)流二極管的正極、負(fù)極相連，所述四個(gè)全控功率器件Τ11、Τ12、Τ21和Τ22依次通過發(fā)射極和集電極串聯(lián)，所述兩個(gè)專用箝位二極管D11、D12串聯(lián)且D12的負(fù)極分別與所述全控功率器件T12的發(fā)射極和所述全控功率器件T21的集電極相連，所述驅(qū)動(dòng)電路分別與所述全控功率器件ΤΙ 1、T12、T21、T22的基極相連。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選，所述全控功率器件ΤΙ 1、T12、T21和T22均采用壓接式IGBT。
[0011]有益效果:相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型基于三電平拓?fù)涞母吖╇娍煽啃缘陌峨娮冾l電源裝置，不僅解決了靠岸船舶利用清潔電力的問題，而且提高了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，提高了系統(tǒng)可靠性，另外，其采用模塊化設(shè)計(jì)，功率密度更高，可維護(hù)性更強(qiáng);最后，其采用三電平拓?fù)?，無需大量的器件串并聯(lián)，器件數(shù)量少，電壓等級(jí)高，效率和可靠性更高，并且諧波含量低，濾波器尺寸小，采用三電平拓?fù)湓O(shè)計(jì)大大提高了系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，可以為港口帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型基于三電平拓?fù)浯蠊β拾峨娮冾l電源裝置的總拓?fù)鋱D；
[0013 ]圖2為本實(shí)用新型基于三電平拓?fù)浯蠊β拾峨娮冾l電源裝置中岸電變頻電源模塊化功率的單元拓?fù)鋱D。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型的基于三電平拓?fù)浯蠊β拾峨娮冾l電源裝置，包括6.6kV變頻電源、進(jìn)線開關(guān)柜、出線開關(guān)柜、輸入變壓器、輸出隔離變壓器以及綜合控制系統(tǒng);岸電變頻電源裝置輸入端通過進(jìn)線開關(guān)柜與輸入變壓器輸入端相連，輸入變壓器輸出端與6.6kV變頻電源輸入端相連，6.6kV變頻電源輸出端通過輸出隔離變壓器與出線開關(guān)柜相連，綜合控制系統(tǒng)分別與6.6kV變頻電源、進(jìn)線開關(guān)柜和出線開關(guān)柜相連，同時(shí)綜合控制系統(tǒng)通過通信電纜與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)相連；
[0015]其中，進(jìn)線開關(guān)柜對(duì)進(jìn)線進(jìn)行分?jǐn)嗫刂?；輸入變壓器將進(jìn)線10kV高壓轉(zhuǎn)化成6.6kV