CN203218972U - 一种使用空气能储备的ups电源系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种使用空气能储备的UPS电源系统，包括市电、空气能动力发电机组和UPS主机，UPS主机内设有交流母线，在交流母线上从输入端至输出端依次设有整流器、逆变器，其中，所述的交流母线的输入端设有ATS自动转换开关、并通过ATS自动转换开关分别与市电、空气发电机组的输出端连接，在整流器与逆变器之间设有短时储能装置。本实用新型利用空气能发电取代了传统的化学蓄电池，不仅提高了整个UPS电源系统供电的可靠性，且具有成本低、节能环保、耐用的优点。

Description

一种使用空气能储备的UPS电源系统
技术领域
    本实用新型涉及一种UPS系统，更具体地说，是一种使用空气能作为备份储能组件的UPS电源系统。 
背景技术
UPS(Uninterruptible Power Supply,不间断电源)广泛应用于电信、金融、交通、政府电子政务、制造等多个行业，可以为设备提供不间断的供电，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。它在供电系统的应用中主要起到两个作用：一是应急使用，防止市电突然断电给负载设备造成损害和数据丢失；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、网上电磁干扰和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为负载设备提供高质量的电源。 
当今的UPS系统主要依靠化学蓄电池来存储电量，当市电发生停电故障时，由蓄电池放电对负载提供不间断的电源。但利用化学蓄电池存储电量有以下缺点：1、质量不稳定、可靠性差。在UPS中蓄电池是串接成电池组使用，由于质量不一致，往往是个别电池较早老化报废，导致整组电池断开、UPS不能正常供电，使整个系统的可靠性大大降低。2、购置和运行成本高。蓄电池本身价格昂贵，且其使用寿命短，要求的使用环境苛刻，运行时需使用空调才能满足其要求的使用环境。3、蓄电池生产过程和使用后的废弃都会给人类生活环境造成严重污染。 
    空气动力发动机技术：这项技术被称之为空气压缩能源储存技术(CAES)，其原理大致如下：利用空气压缩机将大自然中的空气吸收压缩成密度高、压力大的有效气压源并储存稳压，需要使用时通过输气管道和气阀向空气发动机内排放，推动发动机叶轮或活塞运转。空气发动机已经在汽车等传输领域得到广泛应用，并往大型化发展。用其带动发电机组成的空气动力发电机组也有代替传统的柴油备用发电机组的趋势。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种使用空气能作为备份储能组件、节能环保的UPS电源系统。 
本实用新型的技术方案为：一种使用空气能储备的UPS电源系统，包括市电、空气能动力发电机组和UPS主机，UPS主机内设有交流母线，在交流母线上从输入端至输出端依次设有整流器、逆变器，其中，交流母线的输入端设有自动转换开关、并通过自动转换开关分别与市电、空气能动力发电机组的输出端连接，在整流器与逆变器之间设有短时储能装置。 
上述的一种使用空气能储备的UPS电源系统，在交流母线的输入端与输出端设有旁通路，在该通路上设有静态转换开关。 
上述的一种使用空气能储备的UPS电源系统，所述的自动切换开关为ATS自动切换开关。 
上述的一种使用空气能储备的UPS电源系统，所述的短时储能装置为超级电容或飞轮装置。 
上述的一种使用空气能储备的UPS电源系统，所述的系统在直流母线设有短时储能装置。 
上述的一种使用空气能储备的UPS电源系统，所述的空气能动力发电机组通过自动切换开关ATS接入UPS主机输入端，实现与市电之间的自动转换。因市电故障而由空气发电机组供电时，可选择通过UPS主机中的旁路供电，提高系统的供电效率。 
本实用新型采用上述的结构，当市电发生停电故障时，空气动力发电机组将立即启动，在其未完全启动之前，由UPS主机内置的超级电容或飞轮系统等瞬时进行短时间供电以保证UPS输出电源的不间断性，空气动力发电机组完全启动后转由其保持继续供电，从而实现了利用空气能发电取代传统化学蓄电池的目的，具有成本低、节能环保、耐用的优点。 
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图； 
图2为本实用新型的UPS主机连接原理图。
图中：1为市电 ，2为空气能动力发电机组 ，3为UPS主机 ，4为交流母线 ，41为交流母线的输入端 ，42为交流母线的输出端 ，5为整流器 ，6为逆变器 ，7为自动切换开关 ，8为短时储能装置 ，9为旁通路 ，91为静态切换开关。 
具体实施方式
如图1、2所示，一种使用空气能储备的UPS电源系统，包括市电1、空气能动力发电机组2和UPS主机3，UPS主机3内设有交流母线4，在交流母线4上从输入端41至输出端42依次设有整流器5、逆变器6，交流母线4的输入端41设有自动转换开关7、并通过自动转换开关7分别与市电1、空气发电机组2的输出端连接，在整流器5与逆变器6之间设有短时储能装置8；在交流母线4的输入端41与输出端42设有旁通路9，在该通路8上设有静态转换开关91；自动切换开关7为ATS自动切换开关；短时储能装置8为超级电容或飞轮装置等。 
当市电正常时，UPS主机3控制ATS自动转换开关7将UPS主机的交流母线输入端口41与市电1连接，市电1经UPS主机3内部的整流器5给超级电容充电或给飞轮系统储能，整流器5的输出再经逆变器6由UPS主机3的交流母线4的输出端口42输出至负载。 
当市电故障时，UPS主机内的超级电容或飞轮系统输出端42经过逆变器6逆变输出到UPS主机的交流母线输出端口42直至负载，为负载在市电故障瞬间供电。同时启动空气发电机组。当空气动力发电机组2启动并正常运行后，UPS主机内的ATS自动转换开关7将UPS主机的交流母线输入端口41连通空气能发电机组2 ；经UPS主机3继续给负载供电。 

Claims (4)

1.一种使用空气能储备的UPS电源系统，包括市电（1）、空气能动力发电机组（2）和UPS主机（3），UPS主机（3）内设有交流母线（4），在交流母线（4）上从输入端（41）至输出端（42）依次设有整流器（5）、逆变器（6），其特征在于：所述交流母线（4）的输入端（41）设有自动转换开关（7）、并通过自动转换开关（7）分别与市电（1）、空气能动力发电机组（2）的输出端连接，在整流器（5）与逆变器（6）之间设有短时储能装置（8）。
2.根据权利要求1所述的一种空气能储能UPS电源系统，其特征在于：所述的系统在直流母线设有短时储能装置（8）。
3.根据权利要求1所述的一种空气能储能UPS电源系统，其特征在于：所述的短时储能装置（8）为超级电容或飞轮装置等。
4.根据权利要求1所述的一种使用空气能储备的UPS电源系统，其特征在于：所述的空气能动力发电机组（2）通过自动切换开关ATS（7）接入UPS主机输入端，实现与市电之间的自动转换。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103647341A (zh) * 2013-12-15 2014-03-19 中国科学院工程热物理研究所 一种无间断供电方法及电源系统
CN106451513A (zh) * 2016-12-08 2017-02-22 北京索英电气技术有限公司 一种混合式ups储能系统及其方法
CN109075597A (zh) * 2016-05-31 2018-12-21 株式会社自动网络技术研究所 继电器装置及电源装置

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