VFPS系列岸電專用變頻電源₪✘•✘，基於森蘭23年在電力電子行業專業經驗和對港口岸電系統需求瞭解的基礎上開發出的一種高效能│╃││、清潔能源替代解決方案₪✘•✘，被廣泛應用到國內外港口│╃││、電機廠出廠測試電源│╃││、風機水泵出廠測試電源│╃││、壓縮機廠試驗電源等領域₪✘•✘，取得了顯著的經濟效益和社會效益•☁。
一次方案示意圖（我司欽州港專案）
2.2 VFPS系列高壓變頻電源原理
VFPS系列岸電電源系統採用“單元串聯多電平”的拓撲結構₪✘•✘，“高-高”直接輸入輸出方式₪✘•✘，透過移相多重化技術降低輸入側諧波₪✘•✘，減小對電網的諧波汙染；各相輸出電壓由多個功率單元₪✘•✘，透過SPWM波形調製與疊加而成₪✘•✘，降低了輸出電壓諧波含量和輸出電壓dv/dt變化率•☁。
VFPS系列岸電電源系統採用功率單元串聯的形式₪✘•✘，電壓疊加的原理類似於“電池組疊加”技術•☁。當需要6.6kV輸出時₪✘•✘，每相串聯6個功率單元₪✘•✘，每個功率單元輸出的交流有效值為634V₪✘•✘，相電壓3810V₪✘•✘，線電壓6600V•☁。每個單元最高可以輸出690V₪✘•✘，系統最高可以輸出7170V•☁。
VFPS系列岸電電源系統由18個功率單元構成₪✘•✘，每6個單元串聯構成一相₪✘•✘，移相變壓器輸入側為36脈衝整流₪✘•✘，輸出線電壓滿調製25電平₪✘•✘，輸出側三相構成Y型接法₪✘•✘，直接給船用系統供電•☁。
VFPS系列岸電電源控制器採用DSP+ARM+FPGA的模式₪✘•✘，基於多重數字微處理器技術₪✘•✘，各晶片採取行業主流配置₪✘•✘，分工明確各自發揮各自的特長₪✘•✘，DSP主頻150M專門的電機控制晶片處理運算演算法₪✘•✘，ARM豐富的外部介面便於實現各種藉口和控制功能₪✘•✘，FPGA強大的資料處理能力₪✘•✘，和豐富的介面保證了主控制器和每個單元之間的通訊及故障反饋；主控制器處理速度達到了納秒級別確保不出現“宕機”現象₪✘•✘，可靠性高₪✘•✘，運算速度快₪✘•✘，相比微控制器為核心器件組成的主控系統₪✘•✘，具有明顯的優勢•☁。
控制系統為變頻器核心控制單元₪✘•✘，既要協調所有功率單元工作和控制₪✘•✘，又要實現負載及岸電電源系統本身的各種保護功能₪✘•✘，同時也實現與使用者控制系統之間開關量│╃││、模擬量的輸入輸出訊號控制•☁。控制系統和功率單元之間採用高速光纖通訊₪✘•✘，保證控制系統和高壓電源之間在電氣上完全隔離₪✘•✘，系統具有極高的安全性和抗干擾能力•☁。
主控系統主要由主控板│╃││、外部介面及一些檢測電路構成•☁。電氣控制介面負責電氣開關的控制以及使用者操作指令的接收•☁。主控板由主控電路│╃││、監控電路│╃││、液晶人機介面通訊介面│╃││、電壓電流檢測電路以及光纖通訊電路組成•☁。主控電路負責PWM脈衝的計算並透過光纖通訊電路傳送到功率單元₪✘•✘，液晶人機介面負責與引數設定以及狀態顯示等•☁。
VFPS系列高壓變頻電源技術引數
內容 | 引數 | 備註 | |
輸入 | 額定輸入電壓 | 3相10kV（-20%～+15%） | |
額定輸入頻率 | 50Hz±5% | ||
功率因數 | ≥0.95（負載大於20%） | ||
輸出 | 額定輸出電壓 | 6kV/50Hz 6.6kV/60Hz | |
基本效能 | 過載能力 | 120%/60min； 150%/1min（每30S一次₪✘•✘，共三次）； 200%～400%反時限保護 | 保護曲線可設定 |
電源系統效率 | ≥97% | ||
變頻電源功率櫃滿載效率 | ≥98.5% | ||
頻率解析度 | 0.01Hz | ||
輸出電壓總諧波失真度（THDu） | ≤2% | ||
輸出電流總諧波失真度（THDi） | ≤3% | ||
三相阻抗不平衡輸出能力 | ≥25% | ||
穩態電壓波動範圍 | -1％≤穩態≤1％ | ||
暫態電壓波動範圍 | -3％≤暫態≤3％₪✘•✘，50%突加突卸 | ||
穩態頻率波動範圍 | -0.05％≤穩態≤0.05％ | ||
暫態頻率波動範圍 | -4％≤暫態≤4％₪✘•✘，50%突加突卸 | ||
電壓突變恢復時間 | ≤0.5s | ||
頻率突變恢復時間 | ≤0.5s | ||
操控介面 | 顯示 | 多語言彩色觸控式螢幕人機介面₪✘•✘，能同時顯示輸入│╃││、輸出電壓│╃││、電流│╃││、功率等基本電氣引數₪✘•✘，及實時執行狀態₪✘•✘，報警記錄及事件記錄功能 | |
設定 | 多功能引數設定 | ||
操作 | 本地│╃││、遠控│╃││、上位機通訊 | ||
控制 | 模擬輸入/輸出量 | 3路模擬量輸入│╃││、4路模擬量輸出 電壓型或電流型可設定 輸入輸出功能可設定0（4）～20mA₪✘•✘，0（2）～10V等7種類型可選 | |
數字輸入/輸出量 | 8路數字量輸入│╃││、5路數字量輸出（可擴充套件 內部虛擬REV/FWD等38種數字輸入功能可設定 報警/故障等52中數字輸出功能可設定 | ||
通訊功能 | MODBUS-RTU│╃││、PROFIBUS-DP│╃││、TCP/IP （協議階段確定） | ||
控制電源容量 | 單相220VAC或三相380VAC 3KVA 雙電源冗餘 | ||
保護功能 | 變頻電源╃╃│₪：過流保護│╃││、過載保護│╃││、短路保護│╃││、三相電流不平衡│╃││、瞬時掉電保護│╃││、輸入輸出缺相保護│╃││、過壓保護│╃││、欠壓保護│╃││、過熱保護│╃││、接地保護│╃││、外部故障聯鎖停機保護│╃││、單元自動旁路│╃││、逆功率保護│╃││、無功抑制•☁。 功率單元╃╃│₪：輸入缺相保護₪✘•✘，欠壓保護₪✘•✘，過壓失速保護₪✘•✘，過壓保護₪✘•✘，過流保護₪✘•✘，超溫保護₪✘•✘，NTC斷線保護₪✘•✘，上行通訊保護₪✘•✘，下行通訊保護₪✘•✘，模組故障保護•☁。 | ||
環境及其它 | 環境溫度/溼度 | -15℃～45℃（超過45℃降額執行）₪✘•✘，5%～95%（無凝露） | |
海波高度 | ＜1000米 | ||
冷卻方式 | 強迫風冷 | ||
防護等級 | IP30（標配）/IP40（選配無塵新風） | ||
安全效能 | 符合標準EN 61800-5-1 | ||
防震效能 | 符合標準EN 50274/BGV A3 | ||
2.4 VFPS系列高壓變頻電源特點
1) 針對岸電電源工作特點₪✘•✘，在岸電電源高壓側有防勵磁湧流限流功能₪✘•✘，當沒有連船時₪✘•✘，系統損耗接近等於零•☁。當需要連船時₪✘•✘，合高壓瞬間₪✘•✘，沒有湧流發生₪✘•✘，合閘次數不受限制；
2) 為降低電網對於電源的諧波影響₪✘•✘，同時也避免給電網造成更多諧波₪✘•✘，變頻電源採用單元串聯多電平方案₪✘•✘，透過移相由低脈波數整流器構成的高脈波數整流系統將整流器中的相位抵消₪✘•✘，其網側電流僅含36k±1及以上次諧波₪✘•✘，而且各次諧波的有效值與其諧波次數成反比₪✘•✘，而與基波有效值的比值是諧波次數的倒數•☁。岸電系統逆變側採用高載波逆變設計和輸出濾波₪✘•✘，功率因數≥0.95₪✘•✘，保證輸出電壓總諧波失真度THD<2％；
3) 變頻電源裝置控制器採用DSP+ARM+FPGA的模式₪✘•✘，採用多重數字微處理器的配置₪✘•✘，各晶片採用最先進的配置₪✘•✘，分工明確各自發揮各自的特長₪✘•✘，DSP主頻150M專門的電機控制晶片處理運算演算法₪✘•✘，ARM豐富的外部介面便於實現各種藉口和控制功能₪✘•✘，FPGA強大的資料處理能力₪✘•✘，和豐富的介面保證了主控制器和每個單元之間的通訊及故障反饋；主控制器處理速度達到了納秒級別確保不出現“宕機”現象；
4) 變頻電源效率≥98.5％（100％負荷）；
5) 過載設計₪✘•✘，當船舶上有大功率負載啟動時₪✘•✘，能夠不受影響₪✘•✘，1.2倍過載60分鐘₪✘•✘，1.5倍過載1分鐘₪✘•✘，2～4倍反時限保護₪✘•✘，保護曲線可設定•☁。針對連船併網瞬間有可能產生逆功率和船上變壓器充電的無功互動₪✘•✘，透過硬體設計加軟體設計₪✘•✘，可以有效抑制併網過程中產生的各種衝擊情況₪✘•✘，使連船成功率100%；
6) 逆功率反抑制技術₪✘•✘，在併網過程中因船用同期併網系統存在檢查誤差₪✘•✘，導致在併網過程中會產生逆功率•☁。我方針對此類情況開發的逆功率反抑制技術能夠自動檢測逆功率並實現自動調節₪✘•✘，透過軟體控制從根源上抑制逆功率的產生₪✘•✘，徹底解決逆功率問題₪✘•✘，系統可靠性行業領先•☁。
7) 變壓器絕緣等級為H級₪✘•✘，溫升級別為B級考核；
8) 防護等級╃╃│₪：IP30；
9) 採用模組化設計₪✘•✘，冗餘設計₪✘•✘，維護方便₪✘•✘，可靠性高；
10) 內部通訊網路採用光纖網路₪✘•✘，通訊傳輸速度快₪✘•✘，抗干擾能力強；
11) 系統控制電源採用雙電源冗餘供電₪✘•✘，一路可接收AC220V│╃││、DC220V
12) 一鍵啟動功能₪✘•✘，自動調相功能₪✘•✘，減少操作維護工作量₪✘•✘，使操作更簡單₪✘•✘，連船更高效；
13) 自動穩壓功能₪✘•✘，當電網電壓波動時₪✘•✘，透過內部PID閉環控制₪✘•✘，實現輸出電網不隨電網波動而波動₪✘•✘，不隨負載波動而改變；
14) 五防功能設計₪✘•✘，防止誤操作事件發生₪✘•✘，使系統更加的安全•☁。針對港口使用的特殊環境₪✘•✘，採用專門的防鹽霧防腐蝕處理技術；
2.5 VFPS系列高壓變頻電源尺寸
1MW高壓變頻器電源尺寸（包含隔離變壓器）
不同型號尺寸如下╃╃│₪：
容量(MW) | 型號 | 寬(m) | 深(m) | 高(m) |
1 | VFPS-100-066-1000 | 3 | 1.65 | 2.2 |
2 | VFPS-100-066-2000 | 5.3 | 1.5 | 2.3 |
3 | VFPS-100-066-3000 | 5.3 | 1.5 | 2.3 |
5 | VFPS-100-066-5000 | 6 | 1.5 | 2.5 |
8 | VFPS-100-066-8000 | 6.34 | 1.8 | 2.5 |
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