CN101594063B - 一种混合储能直流供电系统 - Google Patents
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Abstract
一种混合储能直流供电系统，属于电源技术领域。由电交流电源(1)，电源隔离变压器(2)，单桥不控整流器(3)，蓄电池组(4)，超级电容储能环节(5)和供电负载(6)六部分组成。通过市电整流、蓄电池组和超级电容器相互配合构成混合储能直流供电系统。本发明的优点在于：充分发挥了超级电容器功率密度大、寿命长、对环境条件要求低的优点，和蓄电池能力密度大的特点相结合，能够有效提高直流供电系统的功率输出能力，延长蓄电池使用寿命，显著改善直流供电系统的暂稳态性能和降低蓄电池组的设计容量。
Description
技术领域
本发明属于电源技术领域，特别是提供了一种混合储能直流供电系统。
背景技术
直流供电电源广泛用于控制、保护和通信装置的操作电源，它直接关系到用电设备和系统的安全可靠运行。目前直流电源采用的交流电整流后配置蓄电池储能的技术方案存在许多固有缺陷，如蓄电池使用寿命短，长期使用内阻增大导致蓄电池容量下降，在市电出现供电质量问题时，直流电源系统输出能力显著下降。
同时，考虑到蓄电池功率密度的限制，为了保证冲击性功率的需求要配置较高的蓄电池容量裕度，导致整个系统的投资成本过高，经济性差。
本发明提供了一种混合储能直流供电系统，它由交流电源、隔离变压器、蓄电池组、超级电容器和供电负载构成。本发明充分发挥了超级电容器功率密度大、寿命长、对环境条件要求低的优点，和蓄电池能力密度大的特点相结合，能够有效提高直流供电系统的功率输出能力，延长蓄电池使用寿命，显著改善直流供电系统的暂稳态性能和降低蓄电池组的设计容量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合储能直流供电系统，用于控制、保护和通信装置的操作电源。它由交流电源、隔离变压器、蓄电池组、超级电容器和供电负载构成。本发明充分发挥了超级电容器功率密度大、寿命长、对环境条件要求低的优点，和蓄电池能力密度大的特点相结合，能够有效提高直流供电系统的功率输出能力，延长蓄电池使用寿命，显著改善直流供电系统的暂稳态性能和降低蓄电池组的设计容量。
本发明提出的一种混合储能直流供电系统如附图1所示，由六个部分组成，分别是交流电源、电源隔离变压器、单桥不控整流器、蓄电池组、超级电容储能环节、供电负载。
交流电源的两端连接到电源隔离变压器的原边绕组两端，电源隔离变压器的副边绕组两端分别连接到由二极管D1、D2、D3和D4构成的单相整流器3的交流输入端上。D1的阳极和D2的阴极连接构成单相整流器的一个输入端，D3的阳极和D4的阴极连接构成单相整流器的另一个输入端。D1的阴极和D3的阴极连接在一起构成单相整流器的输出正极母线，D2的阳极和D4的阳极连接在一起构成单相整流器的输出负极母线。蓄电池组E正极和电感L的一端相连，蓄电池组E的负极连接到单相整流器的输出负极母线，电感L的另一端连接到单相整流器3的输出正极母线。超级电容C的正极和电阻R的一端相连，超级电容C的负极连接到单相整流器的输出负极母线，电阻R的另一端连接到单相整流器的输出正极母线。二极管D5的阳极连接到超级电容的正极，阴极连接到单相整流器的输出正极母线。二极管D6的阴极连接到超级电容的正极，阳极连接到单相整流器的输出负极母线。供电负载并联在单相整流器的输出正、负极母线之间。
本发明的工作原理见图1。
本发明的优点在于：充分发挥了超级电容器功率密度大、寿命长、对环境条件要求低的优点，和蓄电池能力密度大的特点相结合，能够有效提高直流供电系统的功率输出能力，延长蓄电池使用寿命，显著改善直流供电系统的暂稳态性能和降低蓄电池组的设计容量。
附图说明
图1为本发明的电路图。其中，交流电源1，电源隔离变压器2，单桥不控整流器3，蓄电池组4，超级电容储能环节5、供电负载6。
具体实施方式
本发明提出的一种混合储能直流供电系统电路如附图1所示，由六个部分组成，分别是交流电源1，电源隔离变压器2，单桥不控整流器3，蓄电池组4，超级电容储能环节5和供电负载6。
交流电源1的两端连接到电源隔离变压器2的原边绕组两端，电源隔离变压器2的副边绕组两端分别连接到由二极管D1、D2、D3和D4构成的单相整流器3的交流输入端上。D1的阳极和D2的阴极连接构成单相整流器3的一个输入端，D3的阳极和D4的阴极连接构成单相整流器3的另一个输入端。D1的阴极和D3的阴极连接在一起构成单相整流器3的输出正极母线，D2的阳极和D4的阳极连接在一起构成单相整流器3的输出负极母线。蓄电池组E正极和电感L的一端相连，蓄电池组E的负极连接到单相整流器3的输出负极母线，电感L的另一端连接到单相整流器3的输出正极母线。超级电容C的正极和电阻R的一端相连，超级电容C的负极连接到单相整流器3的输出负极母线，电阻R的另一端连接到单相整流器3的输出正极母线。二极管D5的阳极连接到超级电容的正极，阴极连接到单相整流器3的输出正极母线。二极管D6的阴极连接到超级电容的正极，阳极连接到单相整流器3的输出负极母线。供电负载6并联在单相整流器3的输出正、负极母线之间。
本发明提出的一种混合储能直流供电系统的工作原理为：
交流电源1通过电源隔离变压器2和单相不控整流器3，得到直流电源。直流电源分别对并联在直流电源正负两极间的蓄电池组4、超级电容储能环节5进行充电，并同时对接在直流电源两极间的负荷6供电。单相不控整流器3输出的直流电源通过电感L对蓄电池组E充电，通过电阻R对超级电容C充电。当市电交流电源出现故障或其他电能质量问题，不能继续正常供电时，超级电容C通过放电二极管D5对负荷Load进行快速供电，当超级电容C因放电电压下降后，放电二极管D5阻断，由蓄电池组E通过电感L继续对负荷进行供电。二极管D5和D6串联后并联在单相不控整流器3的正负极间，在单相整流器3的直流供电线路较长或安装了直流平波电抗器时保护蓄电池组不出现反相充电，二极管D6并联在超级电容C两端，保护超级电容C不出现反相充电。
Claims (1)
1.一种混合储能直流供电系统，其特征在于：由交流电源(1)，电源隔离变压器(2)，单相整流器(3)，蓄电池组和电感，超级电容储能环节(5)和供电负载(6)组成；交流电源(1)的两端连接到电源隔离变压器(2)的原边绕组两端，电源隔离变压器(2)的副边绕组两端分别连接到由二极管D1、D2、D3和D4构成的单相整流器(3)的交流输入端上；D1的阳极和D2的阴极连接构成单相整流器(3)的一个输入端，D3的阳极和D4的阴极连接构成单相整流器(3)的另一个输入端；D1的阴极和D3的阴极连接在一起构成单相整流器(3)的输出正极母线，D2的阳极和D4的阳极连接在一起构成单相整流器(3)的输出负极母线；蓄电池组正极和电感的一端相连，蓄电池组的负极连接到单相整流器(3)的输出负极母线，电感的另一端连接到单相整流器(3)的输出正极母线；超级电容的正极和电阻的一端相连，超级电容的负极连接到单相整流器(3)的输出负极母线，电阻的另一端连接到单相整流器(3)的输出正极母线；二极管D5的阳极连接到超级电容的正极，阴极连接到单相整流器(3)的输出正极母线；二极管D6的阴极连接到超级电容的正极，阳极连接到单相整流器(3)的输出负极母线；供电负载(6)并联在单相整流器(3)的输出正、负极母线之间。
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