CN110994725B - 交直流应急电源 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种交直流应急电源，包括至少两个锂电池包、至少两个直流/直流转换电路和至少两个逆变电路。锂电池包用于电连接第一直流母线。锂电池包内设置有第一调节电路。第一调节电路用于基于锂电池包的当前输出电压，和第一直流母线的预设母线电压调整锂电池包的输出电压。直流/直流转换电路分别与第一直流母线和第二直流母线电连接。每个直流/直流转换电路内均设置有第二调节电路。第二调节电路用于基于第二直流母线的母线电压调节直流/直流转换电路的输出电压。逆变电路分别与第二直流母线和交流母线电连接。逆变电路包括均流控制电路。均流控制电路用于获取输出负载电流，并基于负载电流和逆变电路的预设数量调整逆变电路的输出电压。

Description

交直流应急电源

技术领域

本申请涉及应急电源技术领域，特别是涉及交直流应急电源。

背景技术

随着变电站运行年限的增加，各专业的检修、技改、修理等项目的增多，使得检修试验电源(即应急电源)在站内各场地频繁使用。目前变电站所配置的检修试验电源箱有两种：一种是位置固定的检修试验电源箱；另一种是可移动的检修试验电源箱。

移动式检修试验电源箱因其具有灵活移动的特点而被广泛的使用，但这种检修试验电源箱因内部设置的固定电池容量有限，不能长时间使用，从而使得其不能很好的满足用电需求。

发明内容

基于此，有必要针对现有移动式检修试验电源箱因内部设置的固定电池容量有限，不能长时间使用，使得其不能很好的满足用电需求的问题，提供一种交直流应急电源。

一种交直流应急电源，包括：

至少两个锂电池包，所述锂电池包的输出端用于电连接第一直流母线，所述锂电池包内设置有第一调节电路，所述第一调节电路用于获取所述锂电池包的当前输出电压，并基于所述当前输出电压和所述第一直流母线的预设母线电压调整所述锂电池包的输出电压；

至少两个直流/直流转换电路，所述直流/直流转换电路的输入端与所述第一直流母线电连接，所述直流/直流转换电路的输出端与第二直流母线电连接，每个所述直流/直流转换电路内均设置有第二调节电路，所述第二调节电路用于获取所述第二直流母线的母线电压，并基于所述母线电压调节所述直流/直流转换电路的输出电压；以及

至少两个逆变电路，所述逆变电路的输入端与所述第二直流母线电连接，所述逆变电路的输出端用于电连接交流母线，所述逆变电路包括均流控制电路，所述均流控制电路用于获取输出负载电流，并基于所述负载电流和所述逆变电路的预设数量调整所述逆变电路的输出电压。

在其中一个实施例中，所述第一调节电路用于获取所述锂电池包的当前输出电压和所述预设母线电压，并将所述当前输出电压和所述预设母线电压进行比较，得到第一比较结果；

基于所述第一比较结果调整所述锂电池包的输出电压。

在其中一个实施例中，若所述第一比较结果为所述当前输出电压小于所述预设母线电压，则所述第一调节电路输出第一调节指令，以调节所述锂电池包的输出电压；

若所述一比较结果为所述当前输出电压大于或等于所述预设母线电压，则所述述第一调节电路不输出第一调节指令。

在其中一个实施例中，所述第二调节电路用于获取所述母线电压，并将所述母线电压与所述直流/直流转换电路的当前输出电压进行比较，得到第二比较结果；

基于所述第二比较结果调节所述直流/直流转换电路的输出电压。

在其中一个实施例中，若所述第二比较结果为所述直流/直流转换电路的当前输出电压小于所述母线电压，则所述第二调节电路输出第二调节指令，以调节所述直流/直流转换电路的输出电压；

若所述第二比较结果为所述直流/直流转换电路的当前输出电压大于或等于所述母线电压，则所述第二调节电路不输出第二调节指令。

在其中一个实施例中，所述均流控制电路用于获取所述负载电流，并将所述负载电流和所述预设数量依据预设算法进行处理并得到第一电流，基于所述第一电流调整所述逆变电路的输出电压。

在其中一个实施例中，所述直流/直流转换电路为双向直流/直流转换电路。

在其中一个实施例中，所述第二直流母线的母线电压大于所述第一直流母线的预设母线电压。

在其中一个实施例中，所述的交直流应急电源还包括：

信息管理装置，分别与所述锂电池包、所述第一直流母线、所述直流/直流转换电路、所述第二直流母线和所述逆变电路通讯连接。

在其中一个实施例中，所述的交直流应急电源还包括：

壳体，所述锂电池包、所述直流/直流转换电路、所述逆变电路和所述信息管理装置均设置于所述壳体内。

在其中一个实施例中，所述壳体设置有第一直流输出端口、第二直流电输出端口和交流输出端口，所述第一直流输出端口与所述第一直流母线电连接，所述第二直流电输出端口与所述第二直流母线电连接，所述交流输出端口与所述交流母线电连接。

与现有技术相比，上述交直流应急电源，在每个所述锂电池包内均设置有第一调节电路，通过所述第一调节电路可实时基于锂电池包的当前输出电压和所述第一直流母线的预设母线电压调整所述锂电池包的输出电压，并与直流/直流转换电路和逆变电路配合，通过各个所述第二调节电路对应的调节所述直流/直流转换电路的输出电压，以及通过所述均流控制电路不间断的调节所述逆变电路的输出电压，从而可实现对交直流应急电源进行不间断增容，扩大所述交直流应急电源的续航能力，满足用电需求。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的交直流应急电源的原理示意图；

图2为本申请一实施例提供的第一调节电路的电路示意图；

图3为本申请一实施例提供的交直流应急电源的结构示意图。

10 交直流应急电源

100 锂电池包

101 第一直流母线

102 第二直流母线

103 交流母线

110 第一调节电路

200 直流/直流转换电路

210 第二调节电路

300 逆变电路

310 均流控制电路

400 信息管理装置

500 壳体

510 第一直流输出端口

520 第二直流输出端口

530 交流输出端口

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本申请一实施例提供一种交直流应急电源10，包括：至少两个锂电池包100、至少两个直流/直流转换电路200以及至少两个逆变电路300。所述锂电池包100的输出端用于电连接第一直流母线101。所述锂电池包100内设置有第一调节电路110。所述第一调节电路110用于获取所述锂电池包100的当前输出电压，并基于所述当前输出电压和所述第一直流母线101的预设母线电压调整所述锂电池包100的输出电压。所述直流/直流转换电路300的输入端与所述第一直流母线101电连接。所述直流/直流转换电路300的输出端与第二直流母线102电连接。

每个所述直流/直流转换电路300内均设置有第二调节电路210。所述第二调节电路210用于获取所述第二直流母线102的母线电压，并基于所述母线电压调节所述直流/直流转换电路200的输出电压。所述逆变电路300的输入端与所述第二直流母线102电连接。所述逆变电路300的输出端用于电连接交流母线103。所述逆变电路300包括均流控制电路310。所述均流控制电路310用于获取输出负载电流，并基于所述负载电流和所述逆变电路300的预设数量调整所述逆变电路300的输出电压。

在一个实施例中，所述锂电池包100的数量为至少两个，且多个所述锂电池包100彼此之间并联连接。在一个实施例中，每个所述锂电池包100内均设置有所述第一调节电路110。通过设置所述第一调节电路110可实时调节对应所述锂电池包100的输出电压，从而可实现对所述交直流应急电源10内的电池进行增容，进而可提高续航能力，满足用电需求。

可以理解，所述第一调节电路110的具体电路结构不做具体的限定，只要具有基于所述当前输出电压和所述第一直流母线101的预设母线电压调整所述锂电池包100的输出电压的功能即可。在一个实施例中，所述第一调节电路110可以包括A/D采集器、电压调节器等。在一个实施例中，所述第一调节电路110也可采用如图2所示的电路拓扑。

在一个实施例中，所述第一直流母线101的预设母线电压可根据实际需求进行设定。例如，所述预设母线电压可以是24V。在一个实施例中，所述第一调节电路110可获取所述预设母线电压，同时获取所述锂电池包100的当前输出电压。然后将所述预设母线电压和所述当前输出电压进行差值比较，并得到差值比较结果。若所述差值比较结果为所述当前输出电压小于所述预设母线电压，则所述第一调节电路110可输出第一调节指令，以调节所述锂电池包100的输出电压。

在一个实施例中，若所述差值比较结果为所述当前输出电压大于或等于所述预设母线电压，则所述述第一调节电路110不输出第一调节指令。也就是说，此时所述锂电池包100的输出电压满足所述第一直流母线101的用电需求。通过各个所述第一调节电路110分别调节对应的所述锂电池包100的输出电压，从而可实现对所述交直流应急电源10内的锂电池包进行热插拔增容，以满足用电需求。

在一个实施例中，所述直流/直流转换电路300可以是DC/DC转换器。通过所述直流/直流转换电路300将所述第一直流母线101的电压进行升压，并输出至所述第二直流母线102。在一个实施例中，所述直流/直流转换电路300可以是双向直流/直流转换电路。即所述直流/直流转换电路300可以将所述第一直流母线101的母线电压进行升压操作，即此时所述锂电池包100是放电操作。所述直流/直流转换电路300也可以将所述第二直流母线102的母线电压进行降压操作，即此时可对所述锂电池包100进行充电。

在一个实施例中，每个所述直流/直流转换电路300内均可设置一个所述第二调节电路210，通过设置所述第二调节电路210可实时调节所述直流/直流转换电路300的输出电压，从而可实现对所述交直流应急电源10内的直流/直流转换电路300进行增容，进而可提高续航能力，满足用电需求。

在一个实施例中，所述第二调节电路210的具体电路结构不做具体的限定，只要具有基于所述母线电压调节所述直流/直流转换电路200的输出电压的功能即可。在一个实施例中，所述第二调节电路210可以包括A/D采集器、MCU等。在一个实施例中，所述第二调节电路210也可包括A/D采集器、控制芯片以及开关管等。

在一个实施例中，所述第二直流母线102的母线电压可根据实际需求进行设定。例如，该母线电压可以是110V。在一个实施例中，所述第二直流母线102的母线电压需大于所述第一直流母线101的预设母线电压。

在一个实施例中，所述第二调节电路210可获取所述第二直流母线102的母线电压，同时获取所述直流/直流转换电路200的当前输出电压。然后将所述母线电压和该所述当前输出电压进行差值比较，并得到差值比较结果。若所述差值比较结果为所述当前输出电压小于所述预设母线电压，则所述第二调节电路210可输出第二调节指令，以调节所述直流/直流转换电路200的输出电压。

在一个实施例中，若所述差值比较结果为所述直流/直流转换电路200的当前输出电压大于或等于所述母线电压，则所述第二调节电路210不输出第二调节指令。也就是说，此时所述直流/直流转换电路200的输出电压以满足所述第二直流母线102的用电需求。通过各个所述第二调节电路210分别调节对应的所述直流/直流转换电路200的输出电压，从而可实现对所述交直流应急电源10内的所述直流/直流转换电路200进行热插拔增容，以满足用电需求。

在一个实施例中，所述逆变电路300的具体电路结构不做限制，只要具有将所述第二直流母线102提供的直流电转换为交流电并输出至所述交流母线103即可。在一个实施例中，所述逆变电路300可以是逆变器。在一个实施例中，通过所述逆变电路300将所述第二直流母线102提供的直流电转换为交流电，并通过所述交流母线103提供给负载。

可以理解，所述均流控制电路310的具体电路结构不做限制，只要基于所述负载电流和所述逆变电路300的预设数量调整所述逆变电路300的输出电压的功能即可。在一个实施例中，所述均流控制电路310可通过电阻、电容、运算放大器搭建的电路拓扑构成。在一个实施例中，所述均流控制电路310也可采用传统的具有均流控制的集成芯片。

在一个实施例中，所述均流控制电路310可通过电流传感器获取负载的负载电流。获取到所述负载电流后，可根据所述逆变电路300的预设数量并按照均分负载电流的算法计算每个所述逆变电路300的输出电流是多少。例如，所述逆变电路300的预设数量为两个，所述负载电流为10A，则所述均流控制电路310计算每个所述逆变电路300的输出电流为：10÷2＝5A。即所述均流控制电路310可根据计算得到的每个所述逆变电路300的输出电流调整所述逆变电路300的输出电压，从而实现稳定的输出。

通过在每个所述逆变电路300内设置所述均流控制电路310，不仅可实现各个所述逆变电路300的均流，还降低了交直流应急电源10的电能损耗。同时可通过所述均流控制电路310调整所述逆变电路300的输出电压，从而可实现对所述交直流应急电源10内的逆变电路进行热插拔增容，以满足用电需求。

本实施例中，在每个所述锂电池包100内均设置有第一调节电路110，通过所述第一调节电路110可实时基于锂电池包100的当前输出电压和所述第一直流母线101的预设母线电压调整所述锂电池包100的输出电压，并与直流/直流转换电路200和逆变电路300配合，通过各个所述第二调节电路210对应的调节所述直流/直流转换电路200的输出电压，以及通过所述均流控制电路310不间断的调节所述逆变电路300的输出电压，从而可实现对交直流应急电源10进行不间断增容，扩大所述交直流应急电源10的续航能力，满足用电需求。

在一个实施例中，所述第一调节电路110用于获取所述锂电池包100的当前输出电压和所述预设母线电压，并将所述当前输出电压和所述预设母线电压进行比较，得到第一比较结果。基于所述第一比较结果调整所述锂电池包100的输出电压。

在一个实施例中，可通过所述第一调节电路110将所述当前输出电压和所述预设母线电压进行差值比较，并得到所述第一比较结果(即差值结果)。基于所述第一比较结果调整所述锂电池包100的输出电压是指：若所述第一比较结果为所述当前输出电压小于所述预设母线电压，则所述第一调节电路110输出第一调节指令，以调节所述锂电池包100的输出电压；若所述一比较结果为所述当前输出电压大于或等于所述预设母线电压，则所述述第一调节电路110不输出第一调节指令。通过各个所述第一调节电路110分别调节对应的所述锂电池包100的输出电压，从而可实现对所述交直流应急电源10内的锂电池包进行热插拔增容，以满足用电需求。

在一个实施例中，所述第二调节电路210用于获取所述母线电压，并将所述母线电压与所述直流/直流转换电路200的当前输出电压进行比较，得到第二比较结果。基于所述第二比较结果调节所述直流/直流转换电路200的输出电压。在一个实施例中，可通过所述第二调节电路210将所述母线电压与所述直流/直流转换电路200的当前输出电压进行差值比较，得到所述第二比较结果(即差值比较结果)。

在一个实施例中，基于所述第二比较结果调节所述直流/直流转换电路200的输出电压是指：若所述第二比较结果为所述直流/直流转换电路200的当前输出电压小于所述母线电压，则所述第二调节电路210输出第二调节指令，以调节所述直流/直流转换电路200的输出电压。若所述第二比较结果为所述直流/直流转换电路200的当前输出电压大于或等于所述母线电压，则所述第二调节电路210不输出第二调节指令。通过各个所述第二调节电路210分别调节对应的所述直流/直流转换电路200的输出电压，从而可实现对所述交直流应急电源10内的所述直流/直流转换电路200进行热插拔增容，以满足用电需求。

在一个实施例中，所述均流控制电路310用于获取所述负载电流，并将所述负载电流和所述预设数量依据预设算法进行处理并得到第一电流，基于所述第一电流调整所述逆变电路300的输出电压。在一个实施例中，所述预设算法是指将所述负载电流与所述预设数量相除，即可得到所述第一电流。所述均流控制电路310可基于所述第一电流通过输出PWM信号以调整所述逆变电路100的输出电压，从而实现稳定输出。

请参见图3，在一个实施例中，所述的交直流应急电源10还包括：信息管理装置400。分别与所述锂电池包100、所述第一直流母线101、所述直流/直流转换电路200、所述第二直流母线102和所述逆变电路300通讯连接。在一个实施例中，所述信息管理装置400可以是MCU集成芯片，用于收集所述锂电池包100、所述第一直流母线101、所述直流/直流转换电路200、所述第二直流母线102和所述逆变电路300的数据信息。所述数据信息具体可包括各个模块的实时信息、故障信息、工作状态及自检信息等。在一个实施例中，所述信息管理装置400可将收集的数据信息通过液晶触摸显示器进行显示。

在一个实施例中，所述的交直流应急电源10还包括：壳体500。所述锂电池包100、所述直流/直流转换电路200、所述逆变电路300和所述信息管理装置400均设置于所述壳体500内。在一个实施例中，通过所述壳体500将锂电池包100、所述直流/直流转换电路200、所述逆变电路300和所述信息管理装置400收集在壳体内，从而保护各个模块，避免损坏。同时所述壳体500的底部可设置滚轮，以便于移动，提高工作效率。

在一个实施例中，所述壳体500设置有第一直流输出端口510、第二直流电输出端口520和交流输出端口530。所述第一直流输出端口510与所述第一直流母线101电连接。所述第二直流电输出端口520与所述第二直流母线102电连接。所述交流输出端口530与所述交流母线103电连接。

在一个实施例中，所述第一直流输出端口510可输出24V的直流电。所述第二直流电输出端口520可输出110V直流电。所述交流输出端口530可输出220V交流电。通过上述三个端口可输出不同的类型的供电电压，从而可满足不同的用电需求，提高了工作效率。

综上所述，本申请在每个所述锂电池包100内均设置有第一调节电路110，通过所述第一调节电路110可实时基于锂电池包100的当前输出电压和所述第一直流母线101的预设母线电压调整所述锂电池包100的输出电压，并与直流/直流转换电路200和逆变电路300配合，通过各个所述第二调节电路210对应的调节所述直流/直流转换电路200的输出电压，以及通过所述均流控制电路310不间断的调节所述逆变电路300的输出电压，从而可实现对交直流应急电源10进行不间断增容，扩大所述交直流应急电源10的续航能力，满足用电需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种交直流应急电源，其特征在于，包括：

至少两个锂电池包(100)，所述锂电池包(100)的输出端用于电连接第一直流母线(101)，所述锂电池包(100)内设置有第一调节电路(110)，所述第一调节电路(110)用于获取所述锂电池包(100)的当前输出电压和预设母线电压，并将所述当前输出电压和所述预设母线电压进行比较，若所述当前输出电压小于所述预设母线电压，则所述第一调节电路(110)输出第一调节指令，以调节所述锂电池包(100)的输出电压；

至少两个直流/直流转换电路(200)，所述直流/直流转换电路(200)的输入端与所述第一直流母线(101)电连接，所述直流/直流转换电路(200)的输出端与第二直流母线(102)电连接，每个所述直流/直流转换电路(200)内均设置有第二调节电路(210)，所述第二调节电路(210)用于获取所述第二直流母线(102)的母线电压，并基于所述母线电压调节所述直流/直流转换电路(200)的输出电压；以及

至少两个逆变电路(300)，所述逆变电路(300)的输入端与所述第二直流母线(102)电连接，所述逆变电路(300)的输出端用于电连接交流母线(103)，所述逆变电路(300)包括均流控制电路(310)，所述均流控制电路(310)用于获取输出负载电流，并基于所述负载电流和所述逆变电路(300)的预设数量调整所述逆变电路(300)的输出电压。

2.如权利要求1所述的交直流应急电源，其特征在于，若所述当前输出电压大于或等于所述预设母线电压，则所述第一调节电路(110)不输出第一调节指令。

3.如权利要求1所述的交直流应急电源，其特征在于，所述第二调节电路(210)用于获取所述母线电压，并将所述母线电压与所述直流/直流转换电路(200)的当前输出电压进行比较，得到第二比较结果；

基于所述第二比较结果调节所述直流/直流转换电路(200)的输出电压。

4.如权利要求3所述的交直流应急电源，其特征在于，若所述第二比较结果为所述直流/直流转换电路(200)的当前输出电压小于所述母线电压，则所述第二调节电路(210)输出第二调节指令，以调节所述直流/直流转换电路(200)的输出电压；

若所述第二比较结果为所述直流/直流转换电路(200)的当前输出电压大于或等于所述母线电压，则所述第二调节电路(210)不输出第二调节指令。

5.如权利要求1所述的交直流应急电源，其特征在于，所述均流控制电路(310)用于获取所述负载电流，并将所述负载电流和所述预设数量依据预设算法进行处理并得到第一电流，基于所述第一电流调整所述逆变电路(300)的输出电压。

6.如权利要求1-5任一项所述的交直流应急电源，其特征在于，所述直流/直流转换电路(200)为双向直流/直流转换电路。

7.如权利要求1-5任一项所述的交直流应急电源，其特征在于，所述第二直流母线(102)的母线电压大于所述第一直流母线(101)的预设母线电压。

8.如权利要求1-5任一项所述的交直流应急电源，其特征在于，还包括：

信息管理装置(400)，分别与所述锂电池包(100)、所述第一直流母线(101)、所述直流/直流转换电路(200)、所述第二直流母线(102)和所述逆变电路(300)通讯连接。

9.如权利要求8所述的交直流应急电源，其特征在于，还包括：

壳体(500)，所述锂电池包(100)、所述直流/直流转换电路(200)、所述逆变电路(300)和所述信息管理装置(400)均设置于所述壳体(500)内。

10.如权利要求9所述的交直流应急电源，其特征在于，所述壳体(500)设置有第一直流输出端口(510)、第二直流电输出端口(520)和交流输出端口(530)，所述第一直流输出端口(510)与所述第一直流母线(101)电连接，所述第二直流电输出端口(520)与所述第二直流母线(102)电连接，所述交流输出端口(530)与所述交流母线(103)电连接。

Images