CN116345604A - 一种应急电源系统及使用该系统的储能舱 - Google Patents

一种应急电源系统及使用该系统的储能舱 Download PDF

Info

Publication number
CN116345604A
CN116345604A CN202211441776.8A CN202211441776A CN116345604A CN 116345604 A CN116345604 A CN 116345604A CN 202211441776 A CN202211441776 A CN 202211441776A CN 116345604 A CN116345604 A CN 116345604A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
circuit
direct current
power supply
alternating current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211441776.8A
Other languages
English (en)
Inventor
陈晨
罗军
李广涛
阮鹏
白亚平
刘皓
司付庆
李娟�
崔美琨
张柳丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pinggao Group Co Ltd
Pinggao Group Energy Storage Technology Co Ltd
Original Assignee
Pinggao Group Co Ltd
Pinggao Group Energy Storage Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pinggao Group Co Ltd, Pinggao Group Energy Storage Technology Co Ltd filed Critical Pinggao Group Co Ltd
Priority to CN202211441776.8A priority Critical patent/CN116345604A/zh
Publication of CN116345604A publication Critical patent/CN116345604A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J15/00—Systems for storing electric energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/10—Arrangements incorporating converting means for enabling loads to be operated at will from different kinds of power supplies, e.g. from ac or dc

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供了一种应急电源系统及使用该系统的储能舱，属于储能装置技术领域，该系统包括交流输入电路、交流输出电路、直流输出电路、变流器模块、电池系统和充电模块，交流输入电路和交流输出电路分别与变流器模块的交流侧连接，电池系统通过充放电电路与变流器模块的直流侧连接，充电模块的输入端通过连接电路与交流输入电路连接，充电模块的输出端与直流输出电路连接，交流输入电路、交流输出电路、直流输出电路及充放电电路上分别设置有开关；主要解决了现有的应急电源仅能提供交流电输出，无法为需要直流供电的设备提供应急救援的技术问题。

Description

一种应急电源系统及使用该系统的储能舱
技术领域
本发明涉及储能装置技术领域，尤其涉及一种应急电源系统及使用该系统的储能舱。
背景技术
应急电源是由充电器、逆变器、蓄电池、隔离变压器、切换开关等装置组成的一种能把直流电能逆变成交流电能的应急电源。
例如授权公告号为CN103825351B的中国发明专利公开的一种智能化储能式应急电源系统，充电机的输入端通过整流开关与380VAC的主电源输入端相连，输出端与电池开关的一端以及逆变器的输入端相连，电池开关的另一端与后备组离子电源相连(即电池系统)；逆变器的输出端与静态切换开关的逆变输入端相连，静态切换开关的旁路输入端通过380V电网旁路开关与380VAC的主电源输入端连接，静态切换开关的输出端连接输出开关的输入端，输出开关的输出端连接负载；维修旁路开关一端与380VAC的主电源输入端相连，另一端直接连接负载。
使用时，当380VAC主电源输入时，电流经整流开关、充电机、电池开关、后备离子电源，将电能储存在后备离子电源内，从而为电源系统提供储能模式。当断开维修旁路开关，380VAC主电源输可以经市路旁路开关、静态切换开关输出开关给外部负载供电，当静态开关监测到外部电源故障时，可以自行切换至逆变器的输出端，此时，后备离子电源经电池开关、逆变器、静态切换开关、输出开关实现给外部负载的供电，从而为负载提供交流供电模式及无间断交流供电模式(即UPS供电模式)。
上述专利文献公开的应急电源仅能提供交流电输出，对于需要直流供电的设备，无法提供应急救援。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应急电源系统，以解决现有的应急电源仅能提供交流电输出，无法为需要直流供电的设备提供应急救援的技术问题；本发明还提供一种储能仓，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明中的应急电源系统采用如下技术方案：
一种应急电源系统，包括交流输入电路、交流输出电路、直流输出电路、变流器模块、电池系统和充电模块，交流输入电路和交流输出电路分别与变流器模块的交流侧连接，电池系统通过充放电电路与变流器模块的直流侧连接，充电模块的输入端通过连接电路与交流输入电路连接，充电模块的输出端与直流输出电路连接，交流输入电路、交流输出电路、直流输出电路及充放电电路上分别设置有开关。
上述技术方案的有益效果在于：本发明开拓性的设计了一种应急电源系统，通过上述技术方案可以实现四种模式，包括储能模式、柴发模式、正常充电模式、应急充电模式。在储能模式下，通过闭合交流输入电路及充放电电路上的开关，外部电网通过交流输入电路经变流器模块将交流电变为直流电后再经充放电电路对电池系统进行储能；柴发模式为离网模式，通过闭合交流输出及充放电电路上的开关，电池系统内的电能经充放电电路及变流器模块将直流电转变为交流电，再经交流输出电路给外部负载提供交流电，从而起到应急电源作用；在正常充电模式下，通过闭合交流输入电路、直流输出电路上的开关，外部电网经交流输入电路、连接电路、充电模块将交流电转变为直流电，再经直流输出电路直接给外部直流负载充电；应急充电模式也为离网模式，通过闭合充放电电路、交流输入电路及直流输出电路上的开关，在不连接外部电网的情况下，电池系统由充放电电路经变流器模块后直流电变为交流电，再由连接电路经充电模块后，交流电变为直流电后经直流输出电路给外部需要直流电的负载应急供电，从而实现对外部负载的应急充电模式，而电池系统内的电能经过直流变为交流、再从交流变为直流的过程是为了保证应急供电电压满足外部直流负载需求。
综上，本发明的应急电源系统除了能提供交流电输出外，还可以为需要直流供电的设备提供应急救援，功能性更强。
作为进一步优化的技术方案，交流输入电路上的开关有两个，分别是位于连接电路与交流输入电路连接位置两侧的第一开关和第二开关，交流输入电路包括用于连接外部电网的交流输入接口，第二开关靠近交流输入接口设置。
上述技术方案的有益效果在于：通过设置第一开关和第二开关，从而可以通过控制第一开关和第二开关，实现对交流输入电路的精细控制，当在应急充电模式下，电流从电池系统经变流器模块再经充电模块给外部直流负载供电的过程中，通过闭合第一开关，保证电路正常工作，断开第二开关，避免交流输入接口带电，从而保障交流输入电路的安全性能。
作为进一步优化的技术方案，交流输出电路上的开关也有两个，分别是第三开关和第四开关，交流输出电路包括用于连接外部交流负载的交流输出接口，第四开关靠近交流输出接口设置；连接电路上设置有第五开关，第五开关、第一开关、第三开关构成交流矩阵模块。
上述技术方案的有益效果在于：通过在交流输出电路上设置第三开关和第四开关，并在连接电路上设置有第五开关，从而可以通过控制第三开关和第四开关，实现对交流输出电路的精细控制，保障交流输出电路的安全性能，通过在连接电路上设置第五开关，从而在电池系统的储能模式下，外部电网的电流经交流输入电路、变流器模块、充放电电路给电池系统储能，此时通过断开第五开关，避免充电模块输入端带电，从而通过设置第五开关保障连接电路的安全性能。通过将第五开关、第一开关、第三开组成交流矩阵模块，从而方便控制各个开关的开闭状态，从而实现电路的相应功能，方便控制电路。
作为进一步优化的技术方案，第五开关、第一开关、第三开关均为继电器，第二开关和第四开关均为断路器。
上述技术方案的有益效果在于：方便对电路的控制及保障电路安全。
作为进一步优化的技术方案，应急电源系统还包括第一直流母线，充放电电路连接在第一直流母线上，电池系统与第一直流母线之间通过电池电路连接，充放电电路上的开关为第六开关，电池电路上设置有第七开关。
上述技术方案的有益效果在于：通过设置第一直流母线，从而方便电路的布置，通过在充放电电路上设置第六开关，电池电路上设置有第七开关，从而实现对充放电电路的精细控制，保障充放电电路的安全性能。
作为进一步优化的技术方案，应急电源系统还包括第二直流母线，充电模块的输出端以及直流输出电路均连接在第二直流母线上，第二直流母线和第一直流母线之间连接有母线电路，母线电路上设置有第八开关。
上述技术方案的有益效果在于：通过设置第二直流母线，从而方便电路的布置，通过在母线电路上设置第八开关，从而可以使得通过闭合第二开关、第五开关、第六开关、第八开关、第七开关、第三开关及第四开关，本装置通过交流输入接口接入外部电网，交流输入电路的电流分为两路，一路经交流输入电路、连接电路、充电模块后将交流电转变为直流电，再经第二直流母线、母线电路、第一直流母线、第七开关给电池系统进行补电，另一路通过交流输入电路连接外网最终由交流输出电路给外部交流负载供电，外部电网一旦失电后，电池系统经第七开关、第六开关变流器模块由直流电变为交流电经交流输出电路继续对外部交流负载进行供电，从而实现对外部负载不间断供电模式，即UPS模式。且通过仅闭合第二开关、第五开关、第八开关、第七开关，实现对电池系统的另一种储能模式。
作为进一步优化的技术方案，直流输出电路上的开关也有两个，分别是第九开关和第十开关，直流输出电路包括用于连接外部直流负载的直流输出接口，第十开关靠近直流输出接口设置；第九开关、第八开关、第六开关、第七开关构成直流矩阵模块。
上述技术方案的有益效果在于：通过设置第九开关和第十开关，从而实现对直流输出电路的精细控制，保障直流输出电路的安全性能，通过将第九开关、第八开关、第六开关、第七开关组成直流矩阵模块，从而方便控制各个开关的开闭状态，从而实现电路的相应功能，方便控制电路。
作为进一步优化的技术方案，第九开关、第十开关、第八开关、第六开关均为继电器，第七开关为断路器。
上述技术方案的有益效果在于：方便对电路的控制及保障电路安全。
本发明中的储能舱采用如下技术方案：
一种储能舱，包括舱体和设置在舱体内的应急电源系统，应急电源系统包括交流输入电路、交流输出电路、直流输出电路、变流器模块、电池系统和充电模块，交流输入电路和交流输出电路分别与变流器模块的交流侧连接，电池系统通过充放电电路与变流器模块的直流侧连接，充电模块的输入端通过连接电路与交流输入电路连接，充电模块的输出端与直流输出电路连接，交流输入电路、交流输出电路、直流输出电路及充放电电路上分别设置有开关。
上述技术方案的有益效果在于：通过上述技术方案储能舱可以实现四种模式，包括储能模式、柴发模式、正常充电模式、应急充电模式。在储能模式下，通过闭合交流输入电路及充放电电路上的开关，外部电网通过交流输入电路经变流器模块将交流电变为直流电后再经充放电电路对电池系统进行储能；柴发模式为离网模式，通过闭合交流输出及充放电电路上的开关，电池系统内的电能经充放电电路及变流器模块将直流电转变为交流电，再经交流输出电路给外部负载提供交流电，从而起到应急电源作用；在正常充电模式下，通过闭合交流输入电路、直流输出电路上的开关，外部电网经交流输入电路、连接电路、充电模块将交流电转变为直流电，再经直流输出电路直接给外部直流负载充电；应急充电模式也为离网模式，通过闭合充放电电路、交流输入电路及直流输出电路上的开关，在不连接外部电网的情况下，电池系统由充放电电路经变流器模块后直流电变为交流电，再由连接电路经充电模块后，交流电变为直流电后经直流输出电路给外部需要直流电的负载应急供电，从而实现对外部负载的应急充电模式，而电池系统内的电能经过直流变为交流、再从交流变为直流的过程是为了保证应急供电电压满足外部直流负载需求。
综上，本发明的应急电源系统除了能提供交流电输出外，还可以为需要直流供电的设备提供应急救援，功能性更强。
作为进一步优化的技术方案，交流输入电路上的开关有两个，分别是位于连接电路与交流输入电路连接位置两侧的第一开关和第二开关，交流输入电路包括用于连接外部电网的交流输入接口，第二开关靠近交流输入接口设置。
上述技术方案的有益效果在于：通过设置第一开关和第二开关，从而可以通过控制第一开关和第二开关，实现对交流输入电路的精细控制，当在应急充电模式下，电流从电池系统经变流器模块再经充电模块给外部直流负载供电的过程中，通过闭合第一开关，保证电路正常工作，断开第二开关，避免交流输入接口带电，从而保障交流输入电路的安全性能。
作为进一步优化的技术方案，交流输出电路上的开关也有两个，分别是第三开关和第四开关，交流输出电路包括用于连接外部交流负载的交流输出接口，第四开关靠近交流输出接口设置；连接电路上设置有第五开关，第五开关、第一开关、第三开关构成交流矩阵模块。
上述技术方案的有益效果在于：通过在交流输出电路上设置第三开关和第四开关，并在连接电路上设置有第五开关，从而可以通过控制第三开关和第四开关，实现对交流输出电路的精细控制，保障交流输出电路的安全性能，通过在连接电路上设置第五开关，从而在电池系统的储能模式下，外部电网的电流经交流输入电路、变流器模块、充放电电路给电池系统储能，此时通过断开第五开关，避免充电模块输入端带电，从而通过设置第五开关保障连接电路的安全性能。通过将第五开关、第一开关、第三开组成交流矩阵模块，从而方便控制各个开关的开闭状态，从而实现电路的相应功能，方便控制电路。
作为进一步优化的技术方案，第五开关、第一开关、第三开关均为继电器，第二开关和第四开关均为断路器。
上述技术方案的有益效果在于：方便对电路的控制及保障电路安全。
作为进一步优化的技术方案，应急电源系统还包括第一直流母线，充放电电路连接在第一直流母线上，电池系统与第一直流母线之间通过电池电路连接，充放电电路上的开关为第六开关，电池电路上设置有第七开关。
上述技术方案的有益效果在于：通过设置第一直流母线，从而方便电路的布置，通过在充放电电路上设置第六开关，电池电路上设置有第七开关，从而实现对充放电电路的精细控制，保障充放电电路的安全性能。
作为进一步优化的技术方案，应急电源系统还包括第二直流母线，充电模块的输出端以及直流输出电路均连接在第二直流母线上，第二直流母线和第一直流母线之间连接有母线电路，母线电路上设置有第八开关。
上述技术方案的有益效果在于：通过设置第二直流母线，从而方便电路的布置，通过在母线电路上设置第八开关，从而可以使得通过闭合第二开关、第五开关、第六开关、第八开关、第七开关、第三开关及第四开关，本装置通过交流输入接口接入外部电网，交流输入电路的电流分为两路，一路经交流输入电路、连接电路、充电模块后将交流电转变为直流电，再经第二直流母线、母线电路、第一直流母线、第七开关给电池系统进行补电，另一路通过交流输入电路连接外网，最终由交流输出电路给外部交流负载供电，外部电网一旦失电后，电池系统经第七开关、第六开关变流器模块由直流电变为交流电经交流输出电路继续对外部交流负载进行供电，从而实现对外部负载不间断供电模式，即UPS模式。且通过仅闭合第二开关、第五开关、第八开关、第七开关，实现对电池系统的另一种储能模式。
作为进一步优化的技术方案，直流输出电路上的开关也有两个，分别是第九开关和第十开关，直流输出电路包括用于连接外部直流负载的直流输出接口，第十开关靠近直流输出接口设置；第九开关、第八开关、第六开关、第七开关构成直流矩阵模块。
上述技术方案的有益效果在于：通过设置第九开关和第十开关，从而实现对直流输出电路的精细控制，保障直流输出电路的安全性能，通过将第九开关、第八开关、第六开关、第七开关组成直流矩阵模块，从而方便控制各个开关的开闭状态，从而实现电路的相应功能，方便控制电路。
作为进一步优化的技术方案，第九开关、第十开关、第八开关、第六开关均为继电器，第七开关为断路器。
上述技术方案的有益效果在于：方便对电路的控制及保障电路安全。
作为进一步优化的技术方案，所述舱体底部设置有转运轮，所述舱体内还设置有能量管理系统及散热系统。
上述技术方案的有益效果在于：通过在舱体底部设置转运轮，从而方便移动舱体，通过设置能量管理系统及散热系统，方便对储能介质的管理和状态保护及为舱体内的电池系统正常运行提供适宜的温度环境。
附图说明
图1为本发明储能仓实施例1的结构示意图；
图2为本发明应急电源系统实施例1的拓扑图；
图中：1、第一开关；2、第二开关；3、第三开关；4、第四开关；5、第五开关；6、第六开关；7、第七开关；8、第八开关；9、第九开关；10、第十开关；11、交流输入电路；12、交流输出电路；13、直流输出电路；14、充放电电路；15、连接电路；16、第一直流母线；17、第二直流母线；18、母线电路；19、舱体；20、转运轮；21、能量管理系统；22、散热系统；23、充电枪；24、电池电路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明的储能舱的实施例1：
本发明开拓性地设计了一种储能舱，通过在储能舱内设置应急电源系统，将交流输入电路与交流输出电路与变流器模块的交流侧连接，电池系统通过充放电电路与变流器模块的直流侧连接，充电模块的输入端通过连接电路与交流输入电路连接，充电模块的输出端与直流输出电路连接，同时充电模块的输出端还连接充放电电路，并通过在各电路上安装开关，从而使得储能舱具有对电池系统的两种储能模式、对外部交流负载供电的柴发模式、UPS模式，对外部直流负载的正常充电模式及应急充电模式多种功能，既能满足交流负载需要，也能为直流负载提供应急救援。
具体的，如图1所示，储能舱包括舱体19和设置在舱体19内的应急电源系统。
为了方便移动舱体19，在舱体19底部设置有转运轮20，在本实施例中，转运轮20为福马轮，舱体19内还设置有能量管理系统21及散热系统22，方便对储能介质的管理和状态保护及为舱体19内的应急电源系统正常运行提供适宜的温度环境。在本实施例中，能量管理系统21为常见的管理类软件系统，属于现有技术，在此不做赘述，散热系统22由空调、风道组成，用于对舱体19内系统散热，为系统正常运行提供适宜的温度环境。在舱体19外侧设置有充电枪23。
如图2所示，应急电源系统包括交流输入电路11、交流输出电路12、直流输出电路13、变流器模块、电池系统和充电模块。
交流输入电路11包括用于连接外部380V电网的交流输入接口，交流输出电路12包括用于连接外部交流负载的交流输出接口，直流输出电路13包括用于连接外部直流负载的直流输出接口。另外，直流输出接口为上述的充电枪23。
交流输入电路11与变流器模块的交流侧连接，交流输入电路11上设置有第一开关1和第二开关2，第二开关2靠近交流输入接口设置。交流输出电路12与变流器模块交流侧连接，交流输出电路12上设置有第三开关3和第四开关4，第四开关4靠近交流输出接口设置。充电模块的输入端通过连接电路15与交流输入电路11连接，连接电路15上设置有第五开关5，第一开关1、第二开关2设置在连接电路15两侧，其中，第三开关3、第一开关1、第五开关5组成交流矩阵模块。
应急电源系统还包括第一直流母线16与第二直流母线17，第二直流母线17连接充电模块的输出端，直流输出电路13连接在第二直流母线17上，直流输出电路13上串联设置有第九开关9与第十开关10，第十开关10靠近直流输出接口设置。第一直流母线16通过母线电路18与第二直流母线17连接，母线电路18上设置有第八开关8，电池系统通过充放电电路14连接在变流器模块的直流侧，充放电电路14连接在第一直流母线16上，电池系统与第一直流母线16之间通过电池电路24连接，充放电电路14上设置有第六开关6，电池电路24上设置有第七开关7，其中，第七开关7、第六开关6、第八开关8、第九开关9组成直流矩阵模块。
在本实施例中，变流器模块具有多个AC/DC功率转换模块，能够实现可靠的整流和逆变。充电模块具备整流功能，能够将外部380V电网三相交流电转换为直流电。
为了方便对电路的控制及保障电路安全，第一开关1、第三开关3、第五开关5、第九开关9、第十开关10、第八开关8、第六开关6均为继电器，第二开关2、第四开关4与第七开关7为断路器。
通过控制所有开关的状态，从而使得储能舱具备第一储能模式、第二储能模式、柴发模式(指像柴油发电机一样为外部负载供交流电)、直流负载正常充电模式、应急充电模式及UPS模式。在提供以上模式时，直流矩阵模块与交流矩阵模块的控制方式如下表，其中，0代表断开，1代表闭合。
表一：
Figure BDA0003948600210000101
表二：
Figure BDA0003948600210000102
储能舱的工作模式如下：
(1)待机模式，所有开关均断开。
(2)第一储能模式，储能舱欠电时，第二开关2、第一开关1、第六开关6、第七开关7闭合，其余开关均断开，交流输入接口通过连接外部380V电网，外部380V电网通过交流输入电路11经变流器模块，使得外供交流电转变为直流电经充放电电路14直接给电池系统储能。
(3)第二储能模式，储能舱欠电时，第二开关2、第五开关5、第八开关8、第七开关7闭合，其余开关均断开，交流输入接口通过连接外部380V电网，外部380V电网通过交流输入电路11经充电模块，使得外供交流电转变为直流电经第二直流母线17、母线电路18再经充放电电路14直接给电池系统储能。
(4)柴发模式，储能舱运行在离网模式下，第四开关4、第三开关3、第六开关6、第七开关7闭合，其余开关均断开，电池系统经充放电电路14、变流器模块、交流输出电路12，电池系统内的直流电经变流器模块转变为交流电给外部交流负载供电。
(5)直流负载正常充电模式，储能舱运行在并网模式下，第二开关2、第五开关5、第九开关9、第十开关10闭合，其余开关均断开，充电模块将外部380V电网的三相交流电变换为直流电，通过直流输出接口对直流负载进行充电。
(6)应急充电模式，储能舱运行在离网模式下，第七开关7、第六开关6、第一开关1、第五开关5、第九开关9、第十开关10闭合，其余开关均断开，电池系统直流电通过变流器模块转化成三相交流电，再通过充电模块将电网三相交流电变换为直流电，从而进行电压调整后通过直流输出接口对直流负载进行应急充电。
(7)UPS模式，第二开关2、第三开关3、第四开关4、第六开关6、第五开关5、第八开关8、第七开关7闭合，其余开关均断开，本装置通过交流输入接口接入外部380V电网，交流输入电路11的电流分为两路，一路经交流输入电路11、连接电路15、充电模块后将交流电转变为直流电，再经第二直流母线17、母线电路18、第一直流母线16、第七开关7给电池系统进行补电，另一路通过交流输入电路11连接电网，通过交流输出电路12给外部交流负载供电；外部电网一旦失电后，电池系统经第七开关7、第六开关6、变流器模块由直流电变为交流电，经交流输出电路12继续对外部交流负载进行供电，从而实现对交流负载的不间断供电模式。
综上，储能舱通过多种模式具备多种功能，从而使得储能舱具有多种功能，既能满足交流负载需要，也能为直流负载提供应急救援。
本发明中储能舱的实施例2：
本实施例提供了一种不同形式的开关，与实施例1不同之处在于：在本实施例中，第九开关、第十开关、第八开关、第六开关第七开关、第五开关、第三开关、第二开关和第四开关均为断路器。
本发明中储能舱的实施例3：
本实施例提供了一种直流输出电路上不同开关设置，与实施例1不同之处在于：在本实施例中，直流输出电路上的开关仅有一个，此时开关为第九开关或第十开关。
本发明中储能舱的实施例4：
本实施例提供了一种充电模块输出端不同的连接方式，与实施例1不同之处在于：在本实施例中，不是设置第二直流母线，也没有母线电路，此时储能舱不具备UPS模式，直流输出电路直接与充电模块输出端连接。
本发明中储能舱的实施例5：
本实施例提供了一种充电模块输出端不同的连接方式，与实施例4不同之处在于：在本实施例中，不设置第一直流母线，充放电电路直接与电池系统连接。
本发明中储能舱的实施例6：
本实施例提供了一种交流输出电路上不同的开关设置方式，与实施例1不同之处在于：在本实施例中，不设置第一开关、第五开关，仅设置第三开关，此时没有交流矩阵模块。
本发明中储能舱的实施例7：
本实施例提供了一种交流输入电路上不同的开关设置方式，与实施例1不同之处在于：在本实施例中，交流输入电路上仅设置一个第一开关或第二开关。
本发明中应急电源系统的实施例为：应急电源系统的具体结构与上述储能舱中的应急电源系统相同，在此不做重述。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应急电源系统，其特征在于，包括交流输入电路(11)、交流输出电路(12)、直流输出电路(13)、变流器模块、电池系统和充电模块，交流输入电路(11)和交流输出电路(12)分别与变流器模块的交流侧连接，电池系统通过充放电电路(14)与变流器模块的直流侧连接，充电模块的输入端通过连接电路(15)与交流输入电路(11)连接，充电模块的输出端与直流输出电路(13)连接，交流输入电路(11)、交流输出电路(12)、直流输出电路(13)及充放电电路(14)上分别设置有开关。
2.根据权利要求1所述的应急电源系统，其特征在于，交流输入电路(11)上的开关有两个，分别是位于连接电路(15)与交流输入电路(11)连接位置两侧的第一开关(1)和第二开关(2)，交流输入电路(11)包括用于连接外部电网的交流输入接口，第二开关(2)靠近交流输入接口设置。
3.根据权利要求2所述的应急电源系统，其特征在于，交流输出电路(12)上的开关也有两个，分别是第三开关(3)和第四开关(4)，交流输出电路(12)包括用于连接外部交流负载的交流输出接口，第四开关(4)靠近交流输出接口设置；连接电路(15)上设置有第五开关(5)，第五开关(5)、第一开关(1)、第三开关(3)构成交流矩阵模块。
4.根据权利要求3所述的应急电源系统，其特征在于，第五开关(5)、第一开关(1)、第三开关(3)均为继电器，第二开关(2)和第四开关(4)均为断路器。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的应急电源系统，其特征在于，应急电源系统还包括第一直流母线(16)，充放电电路(14)连接在第一直流母线(16)上，电池系统与第一直流母线(16)之间通过电池电路(24)连接，充放电电路(14)上的开关为第六开关(6)，电池电路(24)上设置有第七开关(7)。
6.根据权利要求5所述的应急电源系统，其特征在于，应急电源系统还包括第二直流母线(17)，充电模块的输出端以及直流输出电路(13)均连接在第二直流母线(17)上，第二直流母线(17)和第一直流母线(16)之间连接有母线电路(18)，母线电路(18)上设置有第八开关(8)。
7.根据权利要求6所述的应急电源系统，其特征在于，直流输出电路(13)上的开关也有两个，分别是第九开关(9)和第十开关(10)，直流输出电路(13)包括用于连接外部直流负载的直流输出接口，第十开关(10)靠近直流输出接口设置；第九开关(9)、第八开关(8)、第六开关(6)、第七开关(7)构成直流矩阵模块。
8.根据权利要求7所述的应急电源系统，其特征在于，第九开关(9)、第十开关(10)、第八开关(8)、第六开关(6)均为继电器，第七开关(7)为断路器。
9.一种储能舱，包括舱体(19)和设置在舱体(19)内的应急电源系统，其特征在于，应急电源系统为权利要求1-8任意一项所述的应急电源系统。
10.根据权利要求9所述的储能舱，其特征在于，所述舱体(19)底部设置有转运轮(20)，所述舱体(19)内还设置有能量管理系统(21)及散热系统(22)。
CN202211441776.8A 2022-11-17 2022-11-17 一种应急电源系统及使用该系统的储能舱 Pending CN116345604A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211441776.8A CN116345604A (zh) 2022-11-17 2022-11-17 一种应急电源系统及使用该系统的储能舱

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211441776.8A CN116345604A (zh) 2022-11-17 2022-11-17 一种应急电源系统及使用该系统的储能舱

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116345604A true CN116345604A (zh) 2023-06-27

Family

ID=86875302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211441776.8A Pending CN116345604A (zh) 2022-11-17 2022-11-17 一种应急电源系统及使用该系统的储能舱

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116345604A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012068774A1 (zh) * 2010-11-24 2012-05-31 四川电力试验研究院 基于铁锂电池的变电站直流电源应急系统
CN112671016A (zh) * 2020-10-19 2021-04-16 平高集团储能科技有限公司 一种基于模块化的移动储能系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012068774A1 (zh) * 2010-11-24 2012-05-31 四川电力试验研究院 基于铁锂电池的变电站直流电源应急系统
CN112671016A (zh) * 2020-10-19 2021-04-16 平高集团储能科技有限公司 一种基于模块化的移动储能系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102355042B (zh) 一种基于超级电容的电站直流电源装置及其供电方法
CN107612051B (zh) 一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统
CN205901410U (zh) 组合式应急保障电源
CN102709994A (zh) 电动汽车电池充放电双向功率转换器
CN111404186B (zh) 一种配变动态增容智能储能装置及控制方法
CN205724930U (zh) 一种混合逆变器系统
CN109742809B (zh) 一种多源互补储能型发电厂保安电源系统及其控制方法
CN111641227A (zh) 基于储能型低压交直流多端口能量路由器柔性控制系统
CN106059046A (zh) 一种组合式应急保障电源及其供电方法
CN108347067A (zh) 一种含有电池储能和发电机的微网架构和控制方法
CN115441486A (zh) 一种光储充放换电系统及系统匹配方法
CN111463787B (zh) 一种企业内部不同电压等级电网的柔性组网系统
CN113595119A (zh) 一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统
CN112510768A (zh) 供电系统
Xu et al. Energy management and control strategy for DC micro-grid in data center
CN112510815A (zh) 一种主动隔离式单相优质供电系统
CN116262466A (zh) 一种多功能移动充电车
CN116345604A (zh) 一种应急电源系统及使用该系统的储能舱
CN107196408A (zh) 一种变电站便携式交直流系统
CN211930271U (zh) 一种用于配变增容的智能储能装置
CN111463786B (zh) 一种多配电变压器的用电企业内部柔性组网系统
CN111416373A (zh) 一种配变动态增容光储一体化装置
CN110445172A (zh) 一种双回路户用型光伏储能系统及其供电方法
CN217282363U (zh) 一种基于新能源的站用变电系统
CN218526135U (zh) 煤矿局部通风机应急电源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination