[發明專利]DC電網

在審

• 申請號: 201680037787.6
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN107810583A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: K·埃格森;A·O·瓦倫
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02B1/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華,羅利娜

技術領域

本發明涉及一種DC電網，諸如一種用于船舶或平臺的電網，特別是用于低壓或中壓的電網。

背景技術

在過去幾年中已經開發出獨立于岸上供電的DC電網，這些DC電網適合被安裝在船舶、鉆機、平臺或其他類型的離岸結構上。為了在這些應用中獲得對離岸DC電網的監管批準，必須要有一定的冗余水平來確保在故障狀況下的最低性能。

發明內容

根據本發明的第一方面，一種用于離岸結構的DC電網包括至少四個配電盤，每個配電盤包括與其他配電盤的至少三個連接，并且每個連接包括一個開關；該電網還包括：控制器；在離岸結構上的多個能量源，至少一個能量源與配電盤中的一個配電盤相關聯；以及多個能量消耗器，多個能量消耗器中的至少一個能量消耗器與配電盤中的一個配電盤相關聯；其中前述連接的多個開關適于在正常操作中閉合；并且控制器適于在故障情況下將信號從控制器發送到開關，以斷開該開關。

在故障情況下的可靠性通過提供從每個配電盤到其他配電盤的至少三個連接而得以增加，從而使得在一個配電盤中或者在直接連接到一個配電盤的一個發電機或消耗器中發生故障失效的情況下，其他發電機或消耗器或者其他配電盤已經連接。

配電盤之間的連接可以由一端的永久連接和另一端的開關來實現，該開關可在故障或失效的情況下分離，但優選地，每個連接在該連接的兩端處各包括一個開關，以用于將配電盤彼此分離。

優選地，配電盤被設置成至少三個部分，每個部分彼此物理地分離。

在一些情況下，每個配電盤位于一個單獨的部分上。在任何情況下，物理分離都能提高對火災或洪水事件所引起的失效的抵抗力。

在一個實施例中，配電盤部分中的至少一個配電盤部分位于一個單獨的離岸結構上。

通過使用在兩個單獨的離岸結構上的配電盤部分，實現了在火災或洪水事件中的更強恢復力。

在一個實施例中，該電網還包括多個副配電盤，每個副配電盤僅包括與多個其他配電盤的一個或兩個連接。

這是一種提供進一步風險降低的低成本手段。

盡管不是每個配電盤都具有與一個能量源的直接連接，但是在一個實施例中，至少一個部分包括至少一個配電盤、至少一個能量源和至少一個消耗器。

優選地，能量源包括以下至少一項：發電機、存儲的電能源或者經由變壓器供應的AC能量源。

優選地，消耗器包括多個推進器、多個基于電池的能量存儲器或多個基于電容器的能量存儲器中的一個。

優選地，能量源或能量消耗器中的至少一個包括與配電盤的可切換連接。

優選地，開關包括半導體開關。

這允許快速切換以隔離失效設備，因而開關在正常情況下可以閉合。

一種向離岸結構上的能量消耗器供應能量的方法，該方法包括提供第一配電盤與三個或更多其他配電盤之間的多個可切換連接；其中可切換連接的多個開關適于在正常操作中閉合；該方法包括在離岸結構上提供能量源并且將該能量源連接到配電盤中的至少一個，以形成DC電網；并且將能量消耗器連接到配電盤中的至少一個，由此在開關閉合時，能量從能量源通過該連接被提供給消耗器，并且其中在故障的情況下，一個信號從控制器被發送到一個或多個連接上的一個開關，以斷開該開關并且因此隔離該故障。

優選地，該方法還包括檢測配電盤中的一個配電盤上的故障；以及斷開與該配電盤的所有連接，以將該配電盤與任何其他配電盤隔離。

優選地，該方法還包括檢測能量源或消耗器中的一個的故障，并且斷開該能量源或該消耗器與其配電盤之間的所有連接。

優選地，該方法還包括將配電盤中的至少一個連接到位于一個單獨的離岸結構上的另一個配電盤。

優選地，該方法還包括向配電盤供應來自單獨的離岸結構的電力。

優選地，該離岸結構包括以下之一：船舶、離岸平臺或鉆機。

附圖說明

現在將參考附圖來描述根據本發明的DC電網的示例，其中：

圖1示出了在單個部分中具有單個母線聯結的常規DC電網的一個示例；

圖2示出了在兩個部分中具有串聯母線聯結的常規DC電網的一個示例；

圖3示出了根據本發明的具有三個部分的DC電網的第一示例；

圖4示出了根據本發明的具有六個部分的DC電網的第二示例；

圖5是圖4的DC電網的備選視圖；

圖6示出了根據本發明的具有四個部分的DC電網的第三示例；

圖7示出了根據本發明的具有八個部分的DC電網的第四示例；