模拟电力电子技术在电力配电系统中的应用

（文章来源：OFweek）

随着电力电子技术的飞速发展，电力配电系统中从电源到负载每一个环节都有很大的发展。基于电力电子技术的配电系统具有很好的负载调节和瞬态特性，如果配电结构合理，其配电系统具有很高的故障容错性，特别适用于完全独立或半独立的配电系统中，如舰船、潜艇、飞机、航天器等领域。

传统上，常规动力潜艇配电网络采用的是集中辐射式供电模式给全艇负载供电。用电负载包括动力系统中的推进电机及辅助设备、各种辅机、观通导航设备、指挥操艇设备等。推进电机一般采用直流电机，辅机则包括了艇上所有的直流电机和交流电机及各种控制设备。直流辅机电网和50HZ交流电网的负载用户较多，为主要供电网络，其他电网为次级供电网络。

直流辅机电网是艇上一次供电网络，它向全艇直流辅机及各个二次电网供电。早期潜艇的各次级网络电源均由变流机组获得。由于电力电子技术的发展以及半导体开关器件性能的提升，各次级供电网络电源由变流机组逐步过渡到现在的电力电子变流装置(斩波器、逆变器等)对于直流负载，采用的是DC/D(变换器渐波器)对于交流负载，采用的是DC/AC变换器(逆变器)直接优点：体积小、费用低、易维护。

基于电力电子技术的发展，在潜艇上实现分布式供电模式才能够成为可能。潜艇分布式供电(即区域配电)的设想是：仅使直流电网贯穿全船，即将蓄电池组和柴油发电机组输出的直流电通过主干电缆和直流配电板、直流配电箱输送到全艇的直流用户，各舱室设立负载中心，负载中心由模块式电源变换装置组成，即在不同舱室根据不同的负载要求设置不同的电源变换模块，从而取消过去沿用的各种变流机组。

电源变换装置根据负载的需要，进行直一直、交一直、直一交、交一交以及双向交一直等电源转换，提供此舱室中负载所需的任何形式的电力。而且所有的电路保护都可以由变流装置完成，极大地降低故障电路，明显优于目前使用的系统。这种配电方式对潜艇总段建造、潜艇改装特别方便，减少了穿过水密隔壁的电缆数，在隔壁上除主干电缆和观通、导航、控制电缆外，取消了辐射式配电方所存在的各种电网的纵向馈电电缆;变流装置具有通用性;利于潜艇实现全船辅机交流化。实现区域供电，模块式电源变换装置的设计必不可少。下面提出一种基于电力电子积木式模块化结构供潜艇模块式电源变换装置设计。

电力电子积木式模块化结构(PorElecronCBuiUngBOkPEBB)概念最早是由美国海军研究所为设计舰艇的分布式供电而提出的|1.PEBB不是指通常以模块封装形式出现的单纯功率开关器件，如可关断晶闸管(GTO)、大功率复合晶体管(G1R)、功率场效应管(MCSFET)、绝缘栅极晶体管(EB!)集成化门极换流晶闸管(GCT)以及驱动电路封装在一起的P等，而是一种针对分布式电源系统进行划分和构造的新的模块化概念，它是站在系统层面对电路合理划分，抽取出具有相同功能或相似特征。 
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