高壓直流供電系統(tǒng)及其供電控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及直流供電應用領域，尤其涉及一種高壓直流供電系統(tǒng)及其供電控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著電源技術的不斷發(fā)展，為了提高電源供電的可靠性，通信電源行業(yè)采用HVDC(High Voltage DC，高壓直流)N+1整流器模塊冗余技術，即高壓直流供電系統(tǒng)，以逐步取代傳統(tǒng)的UPS供電。另外，電力操作電源行業(yè)也廣泛采用高壓直流供電系統(tǒng)，只是供電電壓等級不同而已。
[0003]一般來說，HVDC供電系統(tǒng)由交流配電、整流器模塊、直流配電及監(jiān)控模塊等部分組成，其示意圖如圖1所示。多個整流器模塊的直流輸出采用并聯(lián)后統(tǒng)一輸出，即單母線直流輸出結構。由于采用N+1整流器模塊，即需要N個整流器模塊時，還會額外添加一個熱備份整流器模塊，這樣就可以保證當其中一個整流器模塊出現(xiàn)故障時，熱備份整流器模塊立刻投入輸出線路，從而保證供電的可靠性。
[0004]同時，直流輸出方式采用“懸浮供電”，即系統(tǒng)輸出與工作地、保護地隔離(正極、負極均不允許接地)。相較于交流系統(tǒng)，提高了維護人員的安全性。
[0005]將上述高壓直流供電系統(tǒng)用于LED照明系統(tǒng)中，形成集中式直流供電LED照明系統(tǒng)。由于采用多模塊并聯(lián)集中供電方案，只需在每個供電區(qū)域安裝一套電源裝置，就可給所有LED燈具提供穩(wěn)定的直流電壓，在每盞燈具內也只需安裝恒流電路即可，從而解決了傳統(tǒng)LED驅動電源中電路復雜，元器件多，效率低，可靠性低等問題。
[0006]然而，現(xiàn)有技術中的高壓直流供電系統(tǒng)同一個直流配電的母線上會連接多組供電回路，每組供電回路均設有開關模塊，用于控制該組回路的通斷。當直流配電的母線上其中一組供電回路出現(xiàn)對地正短路，而另一組供電回路出現(xiàn)對地負短路時，如圖2中A點和B點所示，則會造成整個直流配電的短接，使輸出回路出現(xiàn)跳閘。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種高壓直流供電系統(tǒng)及其供電控制方法，能夠對高壓直流供電系統(tǒng)的輸出母線進行分段，將存在正極對地短路或負極對地短路采用分段的母線進行分隔，降低了形成短路回路的可能性。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種高壓直流供電系統(tǒng)，包括:交流配電、多個整流器模塊、多組直流配電以及監(jiān)控模塊，其中，所述整流器模塊之間相互并聯(lián)并與所述交流配電電氣連接，所述整流器模塊分為多組整流器模塊，每一組整流器模塊分別電氣連接一組直流配電，每一組整流器模塊、交流配電及每一組直流配電均與所述監(jiān)控模塊通訊連接。
[0009]進一步的，在所述的高壓直流供電系統(tǒng)中，所述直流配電為2組及以上，所述整流器模塊組數(shù)與所述直流配電組數(shù)相同。
[0010]進一步的，在所述的高壓直流供電系統(tǒng)中，還包括通訊轉接模塊，其中一組整流器模塊與所述監(jiān)控模塊直接通訊連接，其余組整流器模塊均通過所述通訊轉接模塊與所述監(jiān)控模塊通訊連接。
[0011]進一步的，在所述的高壓直流供電系統(tǒng)中，所述通訊轉接模塊為微處理器MCU、CAN通訊驅動電路或信號處理電路。
[0012]進一步的，在所述的高壓直流供電系統(tǒng)中，所述直流配電均配有開關模塊，用于連接負載。
[0013]進一步的，在所述的高壓直流供電系統(tǒng)中，所述整流器模塊均采用N+1配置或冗余配置。
[0014]本發(fā)明還提出了一種高壓直流供電系統(tǒng)的供電控制方法，采用如上文所述的高壓直流供電系統(tǒng)，包括步驟:
[0015]根據(jù)實際負載回路絕緣情況，將負載分為正極對地短路回路以及負極對地短路回路；
[0016]監(jiān)控模塊發(fā)出多組控制信號使不同組直流配電分別與正極對地短路回路以及負極對地短路回路相連，通過交流配電、整流器模塊為所述負載進行分路供電。
[0017]進一步的，在所述的高壓直流供電系統(tǒng)的供電控制方法中，所述負載還分為絕緣回路，可視負載回路功率平衡情況，所述絕緣回路與任意一組直流配電相連。
[0018]進一步的，在所述的高壓直流供電系統(tǒng)的供電控制方法中，所述直流配電配有開關模塊與所述負載連接，所述監(jiān)控模塊發(fā)出多組控制信號控制所述開關模塊以使不同組直流配電分別與所述絕緣回路、正極對地短路回路以及負極對地短路回路相連。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:將直流配電分為多組，使高壓直流供電系統(tǒng)的輸出母線分段，在負載存在正極對地短路或負極對地短路的情況下，這兩種短路故障分別連接分段的母線，從而將兩者進行分隔，降低了形成短路回路的可能性，且系統(tǒng)仍可正常工作，從而有效降低了輸出回路跳閘的故障率。
【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術中高壓直流供電系統(tǒng)的結構框圖；
[0021]圖2為現(xiàn)有技術中高壓直流供電系統(tǒng)存在短路的結構示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例中高壓直流供電系統(tǒng)的結構框圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實施例中高壓直流供電系統(tǒng)應用于LED燈系統(tǒng)的結構框圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實施例中不同母線不同回路對地短接的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合示意圖對本發(fā)明的高壓直流供電系統(tǒng)及其供電控制方法進行更詳細的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。
[0026]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結構，因為它們會使本發(fā)明由于不必要的細節(jié)而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關系統(tǒng)或有關商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應當認為這種開發(fā)工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0027]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0028]請參考圖3和圖4，在本實施例中，提出了一種高壓直流供電系統(tǒng)，包括:交流配電
1、多個整流器模塊、多組直流配電以及監(jiān)控模塊4，其中，所述整流器模塊之間相互并聯(lián)并與所述交流配電I電氣連接，所述整流器模塊分為多組整流器模塊，每一組整流器模塊分別電氣連接一組直流配電，每一組整流器模塊、交流配電及每一組直流配電均與所述監(jiān)控模塊4通訊連接。
[0029]所述直流配線端具有至少兩組相互電氣隔離的直流配電母線，直流配線端可連接外部負載，如LED負載。所述整流器模塊組數(shù)與所述直流配電組數(shù)相同，為了方便介紹，本實施例中以直流配電為2組作為介紹，分別為第一組直流配電5和第二組直流配電6，因此，所述整流器模塊也分為第一組整流器模塊2和第二組整流器模塊3，其中，第一組整流器模塊2中的多個整流器模塊均與第一組直流配電5電氣連接，第二組整流器模塊3中的多個整流器模塊均與第二組直流配電6電氣連接，在本實施例中，還包括通訊轉接模塊7，其中第二組整流器模塊3與所述監(jiān)控模塊4直接通訊連接，其余組整流器模塊(即第一組整流器模塊2)均通過所述通訊轉接模塊7與所述監(jiān)控模塊4通訊連接，在本實施例中，第一組整流器模塊2通過所述通訊轉接模塊7與第二組整流器模塊3的通訊總線一起與監(jiān)控模塊4通訊連接。
[0030]在本實施例中，所述通訊轉接模塊7可以為微處理器MCU、CAN通訊驅動電路或相應的信號處理電路，一方面進行通訊、采樣等處理，另一方面還能夠發(fā)送控制信號。
[0031]請參考圖4和5，在本實施例中，高壓直流供電系統(tǒng)用于對LED燈系統(tǒng)8進行供電，因此負載