供电系统的制作方法

本技术涉及电力电子领域，尤其涉及一种供电系统。

背景技术：

1、储能系统在包括工商业、电站、户用、充电场站等各种场景有广泛应用，储能系统中的储能变流器主要进行直流和交流电的变换，且可以控制电池的充电和放电过程，并与电网进行交互。储能系统中，一个电池集装箱需要配置多台储能变流器同时进行电能转换，储能变流器一般集成在集装箱内部，或者放在集装箱外部。对于整个储能系统来说，当有储能变流器出现故障时，对于故障的储能变流器能够主动切除，避免故障扩散至电池侧以及与故障储能变流器并联的其他设备。在为了提升储能系统容量而采用的储能变流器共直共交连接架构中，当其中一台储能变流器发生故障后，不仅存在“电池系统-故障机器”和“电网-故障机器”的短路电流路径，还存在“电网-扩散机器-故障器件”的短路电流路径，使得电池侧和与故障储能变流器并联的设备均存在损坏风险。因此，如何解决在配置多台储能变流器的储能系统中，避免储能变流器出现的短路故障扩散并影响到其他设备的正常运行，是当前亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种供电系统，可截止变流器与对应储能单元之间的短路电流，并防止短路电流扩散干扰其他变流器的正常工作甚至损坏变流器。

2、第一方面，本技术提供了一种供电系统，该供电系统包括储能单元、多个变流器、控制器、与多个变流器一一对应的多个正极开关单元和多个负开关单元，每个变流器的正极直流端通过对应的正极开关单元与正极直流母线连接，每个变流器的负极直流端通过对应的负极开关单元与负极直流母线连接，正极直流母线和负极直流母线分别与储能单元的正极和负极连接。多个变流器中的第一变流器的正极直流端通过多个正极开关单元中的第一正极开关单元与正极直流母线连接，第一变流器的负极直流端通过多个负极开关单元中的第一负极开关单元与负极直流母线连接，多个变流器中的第二变流器的正极直流端通过多个正极开关单元中的第二正极开关单元与正极直流母线连接，第二变流器的负极直流端通过多个负极开关单元中的第二负极开关单元与负极直流母线连接。控制器用于，在第一变流器短路时，控制第一变流器连接的第一正极开关单元和第一负极开关单元中的开关器件断开，并控制第二变流器连接的第二正极开关单元和/或第二负极开关单元中的开关器件断开。

3、在本技术中，供电系统中各个变流器通过各自的控制器，或者均通过一个控制器在任一变流器短路时控制该变流器连接的正极开关单元、负极开关单元中的开关器件关断，从而截止变流器与对应储能单元之间的短路电流。此外，控制器控制与故障变流器并联的其他变流器连接的正极开关单元以及负极开关单元中至少一个开关单元的开关器件关断，从而截止电网、扩散机器与故障变流器之间流通的短路电流路径，防止短路电流干扰变流器的正常工作甚至损坏变流器，提高了供电系统工作的可靠性。

4、在一种可能的实现方式中上述控制器用于，在第一变流器短路时，控制第一变流器连接的第一正极开关单元和第一负极开关单元中的开关器件断开，并控制第二变流器连接的第二正极开关单元和/或第二负极开关单元中的开关器件断开，包括在第一变流器连接的正极直流母线和负极直流母线之间的电压小于设定电压阈值时，控制第一变流器连接的第一正极开关单元和第一负极开关单元中的开关器件断开，并控制第二变流器连接的第二正极开关单元和/或第二负极开关单元中的开关器件断开。这里，控制器获取各个变流器连接的正极直流母线和负极直流母线之间的电压，以检测各个变流器是否出现短路故障，并在任一变流器连接的正极直流母线和负极直流母线之间的电压过低时控制该变流器连接的正极开关单元、负极开关单元中的开关器件关断，从而截止故障变流器与对应储能单元之间的短路电流。此外，控制器控制未发生短路故障的变流器连接的正极开关单元以及负极开关单元中至少一个开关单元的开关器件关断，从而截止电网、扩散机器与故障变流器之间流通的短路电流路径，防止短路电流干扰变流器的正常工作甚至损坏变流器，提高了供电系统工作的可靠性。

5、在一种可能的实现方式中，正极开关单元和/或负极开关单元包括防反器件，防反器件用于，在防反器件对应的正极开关单元或者负极开关单元中的开关器件断开时截止短路电流。控制器在变流器出现短路故障时，控制该变流器连接的正极开关单元、负极开关单元中的开关器件关断，从而截止故障变流器与对应储能单元之间的短路电流。控制器还在出现短路故障扩散时控制其他变流器连接的正极开关单元以及负极开关单元中至少一个开关单元的开关器件关断，从而截止电网、扩散机器与故障变流器之间流通的短路电流路径。

6、在一种可能的实现方式中，负极开关单元包括防反器件，正极开关单元中的开关器件用于在导通或者断开时，分别导通或者断开正极直流母线与第一变流器的正极直流端之间的连接。第一负极开关单元中的防反器件用于，在第一负极开关单元中的开关器件断开时截止从第一变流器的负极直流端流向储能单元的负极的短路电流。第二负极开关单元中的防反器件用于，在第二负极开关单元中的开关器件断开时截止从第二变流器的负极直流端流向第一变流器的负极直流端的短路电流。这里，各个负极开关单元中的开关器件可以为半导体开关，半导体开关可以实现微秒级关断，即可以保障截止短路电流的速度，防止故障变流器因过流而损坏。各个正极开关单元中的开关器件为快速关断装置，在各变流器正常工作时，快速关断装置可以减少对正常功率电流的损耗，保障供电系统的供电效率。

7、在一种可能的实现方式中，正极开关单元和负极开关单元包括防反器件。第一负极开关单元中的防反器件用于，在第一负极开关单元中的开关器件断开时截止从第一变流器的负极直流端流向储能单元的负极的短路电流。第二正极开关单元中的防反器件用于，在第二正极开关单元中的开关器件断开时截止从第二变流器的正极直流端流向第一变流器的正极直流端的短路电流。第二负极开关单元中的防反器件用于，在对应的负极开关单元中的开关器件断开时截止从第二变流器的负极直流端流向第一变流器的负极直流端的短路电流。控制器在变流器出现短路故障时，控制该变流器连接的正极开关单元、负极开关单元中的开关器件关断，从而截止故障变流器与对应储能单元之间的短路电流。控制器还在出现短路故障扩散时控制其他变流器连接的正极开关单元以及负极开关单元中至少一个开关单元的开关器件关断，从而截止电网、扩散机器与故障变流器之间流通的短路电流路径。

8、在一种可能的实现方式中，正极开关单元和负极开关单元包括防反器件。第一正极开关单元中的防反器件用于，在第一正极开关单元中的开关器件断开时截止从储能单元的正极流向第一变流器的正极直流端的短路电流，并截止从第二变流器的正极直流端流向第一变流器的正极直流端的短路电流。第一负极开关单元中的防反器件用于，在第一负极开关单元中的开关器件断开时截止从第一变流器的负极直流端流向储能单元的负极的短路电流。第二负极开关单元中的防反器件用于，在第二负极开关单元中的开关器件断开时截止从第二变流器的负极直流端流向第一变流器的负极直流端的短路电流。控制器在变流器出现短路故障时，控制该变流器连接的正极开关单元、负极开关单元中的开关器件关断，从而截止故障变流器与对应储能单元之间的短路电流。控制器还在出现短路故障扩散时控制其他变流器连接的正极开关单元以及负极开关单元中至少一个开关单元的开关器件关断，从而截止电网、扩散机器与故障变流器之间流通的短路电流路径。

9、在一种可能的实现方式中，储能单元和多个变流器安装在集装箱内部，多个变流器的交流端通过集装箱上的接口与电网连接。

10、第二方面，本技术提供了一种供电系统，该供电系统包括储能单元、多个变流器、控制器、与多个变流器一一对应的多个正极开关单元和多个负开关单元，每个变流器的正极直流端通过对应的正极开关单元与正极直流母线连接，每个变流器的负极直流端通过对应的负极开关单元与负极直流母线连接，正极直流母线和负极直流母线分别与储能单元的正极和负极连接。多个变流器中的第一变流器的正极直流端通过多个正极开关单元中的第一正极开关单元与正极直流母线连接，第一变流器的负极直流端通过多个负极开关单元中的第一负极开关单元与负极直流母线连接，多个变流器中的第二变流器的正极直流端通过多个正极开关单元中的第二正极开关单元与正极直流母线连接，第二变流器的负极直流端通过多个负极开关单元中的第二负极开关单元与负极直流母线连接。第一正极开关单元中的开关器件用于，在断开时截止流入第一变流器的正极直流端的电流，第一负极开关单元中的开关器件用于，在断开时截止流入第一变流器的负极直流端的电流或者截止从第一变流器的负极直流端流出的电流。控制器用于，在第一变流器短路时，控制第一变流器连接的第一正极开关单元和第一负极开关单元中的开关器件断开。

11、在本技术中，控制器在第一变流器出现短路故障时，控制该第一变流器连接的第一正极开关单元、第一负极开关单元中的开关器件关断，由于在上述第一正极开关单元中的开关器件断开时，第一正极开关单元中的开关器件截止流入上述第一变流器的正极直流端的电流，且上述第一负极开关单元中的开关器件断开时，第一负极开关单元中的开关器件截止流入上述第一变流器的负极直流端的电流或者截止从上述第一变流器的负极直流端流出的电流。则上述第一正极开关单元和第一负极开关单元中的开关器件断开时，可以同时截止故障变流器与对应储能单元之间的短路电流以及电网、扩散机器与故障变流器之间流通的短路电流。防止短路电流扩散并干扰变流器的正常工作甚至损坏变流器，提高了供电系统工作的可靠性。

12、在一种可能的实现方式中，正极开关单元和负极开关单元包括防反器件。第一正极开关单元中的防反器件用于，在第一正极开关单元中的开关器件断开时截止从储能单元的正极流向第一变流器的正极直流端的短路电流，并截止从第二变流器的正极直流端流向第一变流器的正极直流端的短路电流。第一负极开关单元中的防反器件用于，在第一负极开关单元中的开关器件断开时截止从储能单元的负极流向第一变流器的负极直流端的短路电流，并截止从第二变流器的负极直流端流向第一变流器的负极直流端的短路电流。控制器在变流器出现短路故障时，控制该变流器连接的正极开关单元、负极开关单元中的开关器件关断，截止故障变流器与对应储能单元之间的短路电流，同时还能截止电网、扩散机器与故障变流器之间流通的短路电流路径，操作简单，防止短路电流干扰变流器的正常工作甚至损坏变流器。

13、在一种可能的实现方式中，正极开关单元包括防反器件，负极开关单元中的开关器件用于在导通或者断开时，分别导通或者断开负极直流母线与第一变流器的负极直流端之间的连接。第一正极开关单元中的防反器件用于，在第一正极开关单元中的开关器件断开时截止从储能单元的正极流向第一变流器的正极直流端的短路电流，并截止从第二变流器的正极直流端流向第一变流器的正极直流端的短路电流。控制器在变流器出现短路故障时，控制该变流器连接的正极开关单元、负极开关单元中的开关器件关断，截止故障变流器与对应储能单元之间的短路电流，同时还能截止电网、扩散机器与故障变流器之间流通的短路电流路径，操作简单，防止短路电流干扰变流器的正常工作甚至损坏变流器。