CN108879940A - 新型交直流n+1电源系统 - Google Patents

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李超
刘明亮
郑斌
刘晖
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Abstract

本发明提供了一种新型交直流n+1电源系统，包括：双电源输入装置、多个电源变换模块、蓄电池组和输出装置，其中，所述多个电源变换模块并联连接，数量比电源系统额定功率配置所需模块的数量n多一个，即n+1，每个电源变换模块包括交‑直变换模块和直‑直变换模块；所述蓄电池组包括多个并联连接的蓄电池，所述多个蓄电池的数量比电源系统额定功率配置所需电池的数量n多一个，即n+1，每个蓄电池设置在每个电源变换模块的交‑直变换模块和直‑直变换模块之间。本发明实施例提供的新型交直流电源系统，能够实现交流与直流、直流与直流n+1并联冗余和单体蓄电池n+1并联冗余，增加不间断直流电源系统的可靠性和稳定性。

Description

新型交直流n+1电源系统
技术领域
本发明涉及一种电源系统，具体涉及一种新型交直流n+1电源系统。
背景技术
变配电系统的自动化合闸、监控显示和通信接口，在通信系统的基站设备，以及轨道站台门等行业，需要不间断直流电源，才能保证系统运行可靠性，由于交流系统的不可存储性，因此大量配置蓄电池储能，为了保证系统电压等级，需要多个蓄电池串联递增，达到额定电压，然而因电池串联使用，单只电池的可靠性决定整个系统的稳定性，使系统存在不安全风险。
因此，亟待需要提供一种稳定性和安全性高的直流不间断电源系统。
发明内容
本发明的实例要解决的技术问题是提供一种新型交直流n+1电源系统，该系统可使不间断直流电源不受单只电池损坏的影响，提高系统可靠性和稳定性。
本发明采用的技术方案为：
本发明实施例提供一种新型交直流n+1电源系统，包括：双电源输入装置、多个电源变换模块、蓄电池组和输出装置，其中，所述多个电源变换模块并联连接，数量比电源系统额定功率配置所需模块的数量n多一个，即n+1，每个电源变换模块包括交-直变换模块和直-直变换模块；所述蓄电池组包括多个并联连接的蓄电池，所述多个蓄电池的数量比电源系统额定功率配置所需电池的数量n多一个，即n+1，，每个蓄电池设置在每个电源变换模块的交-直变换模块和直-直变换模块之间，其中，所述双电源输入装置用于输入电网双路市电；所述交-直变换模块用于将通过双电源输入装置输入的220V的交流市电变换为12V的直流电，并利用转换后的直流电对所述蓄电池进行充电；
所述蓄电池用于为所述直-直变换模块提供输入电源；
所述直-直变换模块用于将所述蓄电池提供的直流电转换为需求等级的直流电，并输送给所述输出装置。
可选地，所述交-直变换模块为整流器，所述直-直变换模块为直流降压/降压模块。
可选地，所述输出装置为断路器。
可选地，所述直-直变换模块用于将所述蓄电池提供的直流电转换为24V、48V、110V和220V的直流电。
本发明实施例提供的新型交直流电源系统，能够实现交流与直流、直流与直流n+1并联冗余和单体蓄电池n+1并联冗余，增加不间断直流电源系统的可靠性和稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的新型交直流n+1电源系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的技术思想在于，改变现有不间断直流电源的系统配置结构，增加冗余配置设计，在原有输入、配电、防雷等基础上，改变电压等级变化方式，既满足单体蓄电池充电储能，也符合控制系统的直流电压等级，采用交流与直流、直流与直流一体化设计，在交流与直流输出端、直流与直流输入端，并联单体蓄电池，实现交流与直流、直流与直流n+1并联冗余和单体蓄电池n+1并联冗余，其中任何环节出现故障或损坏，都不影响系统的可靠性和稳定性。
具体地，如图1所示，本发明实施例提供的新型交直流n+1电源系统，包括：双电源输入装置、多个电源变换模块、蓄电池组和输出装置，其中，所述多个电源变换模块并联连接，数量比电源系统额定功率配置所需模块的数量多一个，即数量是系统额定功率配置所需电池数量n基础上加1个，即n+1。每个电源变换模块包括交-直变换模块和直-直变换模块；所述蓄电池组包括多个并联连接的蓄电池，所述多个蓄电池的数量比电源系统额定功率配置所需电池的数量多一个，即数量是系统额定功率配置所需模块n的基础上加1个，即n+1，每个蓄电池设置在每个电源变换模块的交-直变换模块和直-直变换模块之间。也就是说，本发明实施例提供的每个电源转换模块是并联连接起来的，具体地，多个交直模块并联连接之后给并联连接的多个蓄电池充电，然后蓄电池组输出到并联连接的直直模块。
其中，在本发明中，所述双电源输入装置用于输入电网双路市电；所述交-直变换模块用于将通过双电源输入装置输入的220V的交流市电变换为12V的直流电，并利用转换后的直流电对所述蓄电池进行充电；所述蓄电池用于为所述直-直变换模块提供输入电源；所述直-直变换模块用于将所述蓄电池提供的直流电转换为需求等级的直流电，并输送给所述输出装置。
在一示意性实施例中，所述交-直变换模块为整流器，所述直-直变换模块为直流降压/降压模块，所述输出装置为断路器。
本发明实施例提供的直-直变换模块不限于特定电压转换，可依据实际应用可设置为多级变换，如DC24、DC48V、DC110V、DC220V等，即可用于将所述蓄电池提供的直流电转换为24V、48V、110V和220V的直流电。
本发明实施例提供的新型交直流n+1电源系统工作时，可通过设置于每个模块中的控制单元实时监测每一个蓄电池和电源变换模块的工作状态，当任意一个蓄电池或电源变换模块出现故障，故障单元自动退出工作，由剩下的单元承担额定负载供应，系统仍可满负荷稳定运行，同时系统通过现场监控器和远程上位机进行故障告警，通知维护人员进行故障单元检修和更换，待故障单元修复后，投入使用，实现n+1冗余。
当市电发生故障时，系统仍可通过电源变换模块的直-直变换模块继续为输出装置提供应急直流电源。
以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种新型交直流n+1电源系统，其特征在于，包括：双电源输入装置、多个电源变换模块、蓄电池组和输出装置，其中，所述多个电源变换模块并联连接，数量比电源系统额定功率配置所需模块的数量n多一个，即n+1，每个电源变换模块包括交-直变换模块和直-直变换模块；所述蓄电池组包括多个并联连接的蓄电池，所述多个蓄电池的数量比电源系统额定功率配置所需电池的数量n多一个，即n+1，每个蓄电池设置在每个电源变换模块的交-直变换模块和直-直变换模块之间，
其中，所述双电源输入装置用于输入电网双路市电；
所述交-直变换模块用于将通过双电源输入装置输入的220V的交流市电变换为12V的直流电，并利用转换后的直流电对所述蓄电池进行充电；
所述蓄电池用于为所述直-直变换模块提供输入电源；
所述直-直变换模块用于将所述蓄电池提供的直流电转换为需求等级的直流电，并输送给所述输出装置。
2.根据权利要求1所述的新型交直流n+1电源系统，其特征在于，所述交-直变换模块为整流器，所述直-直变换模块为直流降压/降压模块。
3.根据权利要求1所述的新型交直流n+1电源系统，其特征在于，所述输出装置为断路器。
4.根据权利要求1所述的新型交直流n+1电源系统，其特征在于，所述直-直变换模块用于将所述蓄电池提供的直流电转换为24V、48V、110V和220V的直流电。
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