[发明专利]DC电网

说明书

技术领域

本发明涉及一种DC电网，诸如一种用于船舶或平台的电网，特别是用于低压或中压的电网。

背景技术

在过去几年中已经开发出独立于岸上供电的DC电网，这些DC电网适合被安装在船舶、钻机、平台或其他类型的离岸结构上。为了在这些应用中获得对离岸DC电网的监管批准，必须要有一定的冗余水平来确保在故障状况下的最低性能。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种用于离岸结构的DC电网包括至少四个配电盘，每个配电盘包括与其他配电盘的至少三个连接，并且每个连接包括一个开关；该电网还包括：控制器；在离岸结构上的多个能量源，至少一个能量源与配电盘中的一个配电盘相关联；以及多个能量消耗器，多个能量消耗器中的至少一个能量消耗器与配电盘中的一个配电盘相关联；其中前述连接的多个开关适于在正常操作中闭合；并且控制器适于在故障情况下将信号从控制器发送到开关，以断开该开关。

在故障情况下的可靠性通过提供从每个配电盘到其他配电盘的至少三个连接而得以增加，从而使得在一个配电盘中或者在直接连接到一个配电盘的一个发电机或消耗器中发生故障失效的情况下，其他发电机或消耗器或者其他配电盘已经连接。

配电盘之间的连接可以由一端的永久连接和另一端的开关来实现，该开关可在故障或失效的情况下分离，但优选地，每个连接在该连接的两端处各包括一个开关，以用于将配电盘彼此分离。

优选地，配电盘被设置成至少三个部分，每个部分彼此物理地分离。

在一些情况下，每个配电盘位于一个单独的部分上。在任何情况下，物理分离都能提高对火灾或洪水事件所引起的失效的抵抗力。

在一个实施例中，配电盘部分中的至少一个配电盘部分位于一个单独的离岸结构上。

通过使用在两个单独的离岸结构上的配电盘部分，实现了在火灾或洪水事件中的更强恢复力。

在一个实施例中，该电网还包括多个副配电盘，每个副配电盘仅包括与多个其他配电盘的一个或两个连接。

这是一种提供进一步风险降低的低成本手段。

尽管不是每个配电盘都具有与一个能量源的直接连接，但是在一个实施例中，至少一个部分包括至少一个配电盘、至少一个能量源和至少一个消耗器。

优选地，能量源包括以下至少一项：发电机、存储的电能源或者经由变压器供应的AC能量源。

优选地，消耗器包括多个推进器、多个基于电池的能量存储器或多个基于电容器的能量存储器中的一个。

优选地，能量源或能量消耗器中的至少一个包括与配电盘的可切换连接。

优选地，开关包括半导体开关。

这允许快速切换以隔离失效设备，因而开关在正常情况下可以闭合。

一种向离岸结构上的能量消耗器供应能量的方法，该方法包括提供第一配电盘与三个或更多其他配电盘之间的多个可切换连接；其中可切换连接的多个开关适于在正常操作中闭合；该方法包括在离岸结构上提供能量源并且将该能量源连接到配电盘中的至少一个，以形成DC电网；并且将能量消耗器连接到配电盘中的至少一个，由此在开关闭合时，能量从能量源通过该连接被提供给消耗器，并且其中在故障的情况下，一个信号从控制器被发送到一个或多个连接上的一个开关，以断开该开关并且因此隔离该故障。

优选地，该方法还包括检测配电盘中的一个配电盘上的故障；以及断开与该配电盘的所有连接，以将该配电盘与任何其他配电盘隔离。

优选地，该方法还包括检测能量源或消耗器中的一个的故障，并且断开该能量源或该消耗器与其配电盘之间的所有连接。

优选地，该方法还包括将配电盘中的至少一个连接到位于一个单独的离岸结构上的另一个配电盘。

优选地，该方法还包括向配电盘供应来自单独的离岸结构的电力。

优选地，该离岸结构包括以下之一：船舶、离岸平台或钻机。

附图说明

现在将参考附图来描述根据本发明的DC电网的示例，其中：

图1示出了在单个部分中具有单个母线联结的常规DC电网的一个示例；

图2示出了在两个部分中具有串联母线联结的常规DC电网的一个示例；

图3示出了根据本发明的具有三个部分的DC电网的第一示例；

图4示出了根据本发明的具有六个部分的DC电网的第二示例；

图5是图4的DC电网的备选视图；

图6示出了根据本发明的具有四个部分的DC电网的第三示例；

图7示出了根据本发明的具有八个部分的DC电网的第四示例；