技术领域
[0001] 本实用新型涉及交直流供用电技术领域，具体涉及一种供电端可接地的交直流供电系统。
背景技术
[0002] 交直流供电系统是未来即将兴起的交直流配
电网的核心部分，担负着
电能变换(包括
电压等级变换，
频率变换、交直流供电方式变换等)和电能供给的重要
角色，其核心技术是电
力电子装备技术。在实际应用设计时，为了提高装备的功率
密度、降低装备的制造成本或者鉴于其他设计因素考虑，通常装备的低压交流侧多采用大功率三相三线制非隔离型逆变器给低压交流负荷供电、设备的低压直流侧多采用大功率非隔离型直流/直流(DC/DC)变换器给低压直流负荷供电。
[0003] 然而，在多数场合低压交流负荷需要的供电接线方式多为三相四线(或三相五线)制，并且低压直流负荷的接地方式多为IT(I＝电源端不接地或经高阻抗接地；T＝电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点)接地形式。在此情况下如果不对交直流供电系统的接线方式进行处理，将导致无法给低压三相四相(或三相五线)制交流负荷供电，且三相三线制的供电方式，无法实现非隔离型的交直流供电系统的接地问题。实用新型内容
[0004] 为了解决
现有技术中所存在现有系统不能进行三相四线或三相五线供电，且供电端无法接地的问题，本实用新型提供了一种供电端可接地的交直流供电系统。
[0005] 本实用新型提供的技术方案是：
[0006] 一种供电端可接地的交直流供电系统，所述系统，包括：
[0007] 电力电子
变压器、低压直流
母线、低压逆变器DC/AC装置和非隔离型DC/DC装置；
[0008] 所述电力电子变压器的输入端与中高压电网连接，输出端与所述低压
直流母线连接；
[0009] 所述低压逆变器DC/AC装置的输入端与所述低压直流母线连接，输出端与低压交流负载连接且接地；
[0010] 多个所述非隔离型DC/DC装置输入端并联到所述低压直流母线，输出端分别与低压直流负载连接。
[0011] 优选的，所述低压逆变器DC/AC装置，包括：
[0012] 直流侧直流
支撑电容、功率
半导体开关和
LC滤波器；
[0013] 所述直流侧直流支撑电容和所述功率
半导体开关依次并接在所述低压直流母线上；
[0014] 所述LC滤波器连接于所述功率半导体开关和低压交流负载之间。
[0015] 优选的，所述LC滤波器，包括：三个电抗和三个电容；
[0016] 三个电抗串接在所述功率半导体开关的输出端上；
[0017] 所述电容三角连接后，与三个电抗并接，构成三相三线输出端。
[0018] 优选的，所述系统，还包括：
[0019] Z型接地变压器、接地变耦合电压滤波电容、交流开关、低压交流电源和零线；
[0020] 所述Z型接地变压器、接地变耦合电压滤波电容和交流开关并接在所述三相三线输出端上；
[0021] 所述交流开关与所述低压交流电源连接；
[0022] 所述Z型接地变压器、接地变耦合电压滤波电容和低压交流电源共同与所述零线连接；
[0023] 所述零线与所述低压交流负载连接，构成三相四线制
电路；
[0024] 所述零线接地，构成三相五线制电路。
[0025] 优选的，所述LC滤波器，包括：三个电抗和三个电容；
[0026] 三个电抗分别串接在所述功率半导体开关的输出端上；
[0027] 所述电容与三个电抗并接，构成三相三线输出端。
[0028] 优选的，所述系统，还包括：
[0029] 交流开关、低压交流电源和零线；
[0030] 所述低压交流电源通过所述交流开关与所述三相三线输出端连接；
[0031] 所述直流侧直流支撑电容的中点、第二LC滤波器的电容公共连接点和低压交流电源，共同与所述零线连接；
[0032] 所述零线与所述低压交流负载连接，构成三相四线制电路；
[0033] 所述零线接地，构成三相五线制电路。
[0034] 优选的，所述第三LC滤波器，包括：三个电抗、三个电容和零线支路电抗；
[0035] 三个电抗和零点支路电抗串接在所述功率半导体开关的输出端上；
[0036] 三个所述电抗分别通过所述电容与所述零线支路电抗并接，构成三相三线输出端。
[0037] 优选的，所述系统，还包括：
[0038] 交流开关、低压交流电源和零线；
[0039] 所述低压交流电源通过所述交流开关与所述三相三线输出端连接；
[0040] 所述零线支路电抗和低压交流电源共同连接于所述零线上；
[0041] 所述零线与所述低压交流负载连接，构成三相四线制电路；
[0042] 所述零线接地，构成三相五线制电路。
[0043] 优选的，所述非隔离型DC/DC装置，包括：
[0044]
输入侧直流支撑电容、功率半导体开关器件和
输出侧LC滤波器；
[0045] 所述输入侧直流支撑电容与所述功率半导体开关器件并接；
[0046] 所述输出侧LC滤波器的输入端与所述功率半导体开关器件连接，输出端与所述低压直流负载连接。
[0047] 优选的，所述系统，还包括：
[0048] 共模
电阻抗和对交流侧共模电容、对地共模电容、星型电容；
[0049] 所述共模电阻抗的输入端并接在所述低压直流母线上；
[0050] 所述对交流侧共模电容和所述对地共模电容并接在所述低压直流母线上；
[0051] 所述星型电容与所述三相三线输出端连接，所述星型电容的
中性点与所述对交流侧共模电容的中性点连接，构成共模电压低阻抗回路；
[0052] 所述对地共模电容接地。
[0053] 优选的，所述星型电容，包括：
[0054] 三个呈星型连接关系的电容。
[0055] 优选的，所述电力电子变压器，包括：
[0056] 高压交流电抗器、高压直流电抗器、高压交流单元、高压直流单元、高频变压器隔离单元和低压直流单元；
[0057] 所述高压交流电抗器一端与高压交流电源连接，另一端与高压交流单元连接；
[0058] 所述高压直流电抗器一端与高压直流电源连接，另一端与高压直流单元连接；
[0059] 所述高压交流单元和高压直流电源通过所述高频变压器隔离单元与所述低压直流单元连接；
[0060] 所述低压直流单元并接在所述低压直流母线上。
[0061] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
[0062] 本实用新型提供的技术方案，包括：电力电子变压器、低压直流母线、低压逆变器DC/AC装置和非隔离型DC/DC装置；所述电力电子变压器的输入端与中高压电网连接，输出端与所述低压直流母线连接；所述低压逆变器DC/AC装置的输入端与所述低压直流母线连接，输出端与低压交流负载连接且接地；多个所述非隔离型DC/DC装置输入端并联到所述低压直流母线，输出端分别与低压直流负载连接。本方案中的低压逆变器DC/AC装置可构建三相四线或三相五线制的供电方式，向低压交流负载供电，本方案中的非隔离型DC/DC装置可构建三相四线或三相五线制的供电方式，向低压直流负载供电，解决了低压交流负荷的供电需求；低压逆变器DC/AC装置和非隔离型DC/DC装置提供的三相五线制的供电方式，可以实现非隔离型的交直流供电系统的接地，解决了交直流转换或电压等级转换后供电的同时，缺少接地线制的问题。
[0063] 另外，本方案通过在低压逆变器DC/AC装置的输出侧加装星接电容，与非隔离型DC/DC装置的输入侧连接，构建共模电压的低阻抗回路，可将直流侧对交流侧共模电压进行有效抑制，解决了非隔离型交直流供电电路共模电压过大而干扰供电过程的问题。
附图说明
[0064] 图1为本实用新型的供电端可接地的交直流供电系统示意图；
[0065] 图2为本实用新型的供电端可接地的交直流供电系统第二接地示意图；
[0066] 图3为本实用新型的供电端可接地的交直流供电系统第三接地示意图。
具体实施方式
[0067] 为了更好地理解本实用新型，下面结合
说明书附图和实例对本实用新型的内容做进一步的说明。
[0069] 本实施例提供了一种供电端可接地的交直流供电系统，如图1所示，通常由电力电子变压器装置、逆变器DC/AC装置及DC/DC装置等组成。
[0070] 图中电力电子变压器装置通常由高压交流单元、高压直流单元、高频变压器隔离单元、低压直流单元、高压交流电抗器Lac、高压直流平波电抗器Ldc等组成；电力电子变压器通过电抗器Lac、交流开关QF1与高压交流电源连接，并且通过平波电抗器Ldc、直流开关QS1与高压直流电源连接；低压直流单元与低压直流母线相连。电力电子变压器在此负责电压等级的变换以及电压交直流形式的变换，并且高压交流、高压直流及低压直流之间的
能量潮流可以相互流动。
[0071] 图中低压逆变器DC/AC装置通常由直流支撑电容、功率半导体开关器件组合体及LC型
滤波器组成(此处的低压逆变器DC/AC为三相三线制)，负责低压供电交直流形式的变换，电能能量可在交流和直流侧之间相互流动。低压逆变器DC/AC装置交流侧通过Z型接地变压器构建零线N，零线N与低压逆变器DC/AC输出的三相火线A、B、C构成三相四线制供电方式，如果零线N再与地线相连则构成三相五线制供电方式；低压逆变器DC/AC装置也可通过交流开关QF2与低压交流电源相连进行并联运行。
[0072] 非隔离型DC/DC装置通常由输入侧的直流支撑电容、功率半导体开关器件组合体及输出侧LC型滤波器组成，负责低压直流供电电压等级变换，其电能能量可以单相或者双向流动。
[0073] 本实用新型首先在低压逆变器DC/AC装置交流输出侧加装一组Z型接地变压器(此变压器输入端与三相低压交流母线A、B、C相连，输出端与零线N以及大地相连)及一组电压滤波电容器Cf(三相电容分别并联在Z型接地变压器的输入输出端，用于滤除Z型接地变输入输出耦合漏感引起的感应电压)，并且再加装一组对直流侧的共模滤波电容(Ca、Cb、Cc)，另外在每个非隔离型DC/DC装置输入侧的低压直流母线上
串联一个共模电感Ln、一组对交流侧的共模电容Cn1、Cn2以及一组对地的共模电容Cn3、Cn4；其中电容Ca、Cb、Cc星接后将其中性点O与每个隔离型DC/DC装置输入侧的低压直流母线上加装的电容Cn1、Cn2形成的中性点On连接起来；此外每个隔离型DC/DC装置输入侧低压直流母线上加装的对地共模电容Cn3、Cn4形成的中性点直接与地线相连。
[0074] 由此构成的连接关系首先满足了低压交流负荷的接入方式(三相四线或三相五线制)要求，并且为交直流供电系统提供了一个接地基准电位N。另外此连接关系可为直流侧对交流侧的共模电压引起的共模
电流建立低阻抗流通回路，因在此回路中额外增加了共模电抗器Ln，所以可将直流侧对交流侧的大部分共模电压降落在此共模电抗器及交流侧LC滤波器的电抗器上，从而保证了非隔离型DC/DC装置的输入输出母线对交流侧共模电压的抑制作用；除此之外，在非隔离型DC/DC装置输入侧的低压直流母线上加装的对地共模电容Cn3、Cn4与Z型接地变压器输入输出并联的电压滤波电容器Cf也构成了一个低阻抗回路，此回路可将低压直流母线对地的大部分共模电压降落在共模电抗器Ln及交流侧LC滤波器电抗上，进一步保证了非隔离型DC/DC装置输入及输出侧对地共模电压的抑制作用。
[0075] 此外，低压逆变器DC/AC装置的交流供电方式及接地形式还应包括如图2和图3的形式。其中，图2中从两个直流支撑电容的中点抽出中线与交流侧LC滤波器的三个电容器中点以及接地点相连形成零线N；图3中利用四桥臂逆变器的第四个桥臂引出线经LC滤波器与接地点相连形成零线N。图2和图3中的电容器Ca、Cb、Cc与图1中的电容器Ca、Cb、Cc起的作用相同。
[0076] 实施例二：
[0077] 本实施例提供了一种供电端可接地的交直流供电系统，所述系统，包括：
[0078] 电力电子变压器、低压直流母线、低压逆变器DC/AC装置和非隔离型DC/DC装置；
[0079] 所述电力电子变压器的输入端与中高压电网连接，输出端与所述低压直流母线连接；
[0080] 所述低压逆变器DC/AC装置的输入端与所述低压直流母线连接，输出端与低压交流负载连接且接地；
[0081] 多个所述非隔离型DC/DC装置输入端并联到所述低压直流母线，输出端分别与低压直流负载连接。
[0082] 所述低压逆变器DC/AC装置，包括：
[0083] 直流侧直流支撑电容、功率半导体开关和LC滤波器；
[0084] 所述直流侧直流支撑电容和所述功率半导体开关依次并接在所述低压直流母线上；
[0085] 所述LC滤波器连接于所述功率半导体开关和低压交流负载之间。
[0086] 所述LC滤波器，包括：三个电抗和三个电容；
[0087] 三个电抗串接在所述功率半导体开关的输出端上；
[0088] 所述电容三角连接后，与三个电抗并接，构成三相三线输出端。
[0089] 所述系统，还包括：
[0090] Z型接地变压器、接地变耦合电压滤波电容、交流开关、低压交流电源和零线；
[0091] 所述Z型接地变压器、接地变耦合电压滤波电容和交流开关并接在所述三相三线输出端上；
[0092] 所述交流开关与所述低压交流电源连接；
[0093] 所述Z型接地变压器、接地变耦合电压滤波电容和低压交流电源共同与所述零线连接；
[0094] 所述零线与所述低压交流负载连接，构成三相四线制电路；
[0095] 所述零线接地，构成三相五线制电路。
[0096] 所述LC滤波器，包括：三个电抗和三个电容；
[0097] 三个电抗分别串接在所述功率半导体开关的输出端上；
[0098] 所述电容与三个电抗并接，构成三相三线输出端。
[0099] 所述系统，还包括：
[0100] 交流开关、低压交流电源和零线；
[0101] 所述低压交流电源通过所述交流开关与所述三相三线输出端连接；
[0102] 所述直流侧直流支撑电容的中点、第二LC滤波器的电容公共连接点和低压交流电源，共同与所述零线连接；
[0103] 所述零线与所述低压交流负载连接，构成三相四线制电路；
[0104] 所述零线接地，构成三相五线制电路。
[0105] 所述第三LC滤波器，包括：三个电抗、三个电容和零线支路电抗；
[0106] 三个电抗和零点支路电抗串接在所述功率半导体开关的输出端上；
[0107] 三个所述电抗分别通过所述电容与所述零线支路电抗并接，构成三相三线输出端。
[0108] 所述系统，还包括：
[0109] 交流开关、低压交流电源和零线；
[0110] 所述低压交流电源通过所述交流开关与所述三相三线输出端连接；
[0111] 所述零线支路电抗和低压交流电源共同连接于所述零线上；
[0112] 所述零线与所述低压交流负载连接，构成三相四线制电路；
[0113] 所述零线接地，构成三相五线制电路。
[0114] 所述非隔离型DC/DC装置，包括：
[0115] 输入侧直流支撑电容、功率半导体开关器件和输出侧LC滤波器；
[0116] 所述输入侧直流支撑电容与所述功率半导体开关器件并接；
[0117] 所述输出侧LC滤波器的输入端与所述功率半导体开关器件连接，输出端与所述低压直流负载连接。
[0118] 所述系统，还包括：
[0119] 共模电阻抗和对交流侧共模电容、对地共模电容、星型电容；
[0120] 所述共模电阻抗的输入端并接在所述低压直流母线上；
[0121] 所述对交流侧共模电容和所述对地共模电容并接在所述低压直流母线上；
[0122] 所述星型电容与所述三相三线输出端连接，所述星型电容的中性点与所述对交流侧共模电容的中性点连接，构成共模电压低阻抗回路；
[0123] 所述对地共模电容接地。
[0124] 所述星型电容，包括：
[0125] 三个呈星型连接关系的电容。
[0126] 所述电力电子变压器，包括：
[0127] 高压交流电抗器、高压直流电抗器、高压交流单元、高压直流单元、高频变压器隔离单元和低压直流单元；
[0128] 所述高压交流电抗器一端与高压交流电源连接，另一端与高压交流单元连接；
[0129] 所述高压直流电抗器一端与高压直流电源连接，另一端与高压直流单元连接；
[0130] 所述高压交流单元和高压直流电源通过所述高频变压器隔离单元与所述低压直流单元连接；
[0131] 所述低压直流单元并接在所述低压直流母线上。
[0132] 显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0133] 本领域内的技术人员应明白，本
申请的实施例可提供为方法、系统、或
计算机程序产品。因此，本申请可采用完全
硬件实施例、完全
软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘
存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0134] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的
流程图和/或方
框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程
数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中
指定的功能的装置。
[0135] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0136] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0137] 以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何
修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本实用新型的
权利要求范围之内。
