CN203218974U - 一种电力一体化电源系统 - Google Patents

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孔庆海
王怀忠
黎福根
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Abstract

本实用新型公开了一种电力一体化电源系统，针对现有电力一体化电源系统中逆变器电源存在的不足，采用升压型直流变换器来进行替代，包括具有自动切换交流供电线路的交流电源；用于将交流电转换为直流电的电力操作电源；用于能为逆变器负载和直流用电设备供电的升压型直流变换器；用于将直流进行电压转换的通信电源；用于储存电能的储电单元；该系统能够同时提供交流电和直流电，并且能够利用升压型直流变换器为逆变器负载供电，避免了现有逆变器中可靠性差、转换效率低、并机难及单点故障的问题，使得电力一体化电源系统具有自动化程度高、供电稳定、可靠的优点，该系统结构简单，容易实现。

Description

一种电力一体化电源系统
技术领域
本实用新型涉及一种电力一体化电源系统。 
背景技术
目前电力一体化电源系统主要由交流电源、电力操作电源、逆变器电源、通信电源等装置组合为一体，共享电力操作电源的蓄电池组，并统一监控的成套设备。其中逆变器电源主要为电站内的计算机、电气仪表、继电保护装置等重要负荷提供电源。但逆变器电源存在其可靠性差、转换效率低、并机难、单点故障等问题，从而影响电力一体化电源系统的正常供电，因此急需提出一种新的电力一体化电源系统。 
发明内容
本实用新型提供一种电力一体化电源系统，其目的在于，通过采用升压型直流变换器替代逆变器电源，从而克服现有电力一体化电源系统中的逆变电源可靠性差、转换效率低、容易出现单点故障的问题。 
一种电力一体化电源系统，所述一体化电源系统与一体化监控单元相连，所述一体化电源系统包括： 
具有自动切换交流供电线路的交流电源； 
用于将交流电转换为直流电的电力操作电源； 
用于能为逆变器负载和直流用电设备供电的升压型直流变换器； 
用于将直流进行电压转换的通信电源； 
用于储存电能的储电单元； 
所述交流电源与交流母线相连，电力操作电源连接于交流母线和直流母线之间，所述升压型直流变换器、通信电源及储电单元均与直流母线相连； 
所述交流电源、电力操作电源及升压型直流变换器均与一体化监控单元通过通讯总线相连。 
交流电源通过交流母线与交流负载相连，为交流负载供电； 
所述升压型直流变换器包括输入EMI滤波器、前级DC/DC升压单元、后级DC/DC变换单元、整流滤波器、输出EMI滤波器、输入检测和保护单元、输出检测和保护单元及DC/DC控制和保护单元； 
所述输入EMI滤波器、前级DC/DC升压单元、后级DC/DC变换单元、整流滤波器及输出EMI滤波器依次相连； 
所述输入检测和保护单元与输入EMI滤波器相连，输入检测和保护单元、后级DC/DC变换单元及输出检测和保护单元均与DC/DC控制和保护单元相连，DC/DC控制和保护单元与一体化监控单元相连； 
输入EMI滤波器，用于滤除输入的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少装置本身对外界的电磁干扰； 
前级DC/DC升压单元，用于对输入电压进行升压至预设定电压； 
后级DC/DC变换单元，用于实现前级输入直流电压转换成所需要的直流电压； 
输出EMI滤波器，用于滤除干扰信号； 
输入检测和保护单元，用于对输入电压或电流的检测及保护； 
输出检测和保护单元，用于输出电压、电流或温度的检测及保护； 
DC/DC控制和保护单元，用于采集和控制前级DC/DC升压单元、后级DC/DC变换单元及整流滤波器的信号。 
所述储电单元为蓄电池组。 
所述一体化监控单元与上位机相连。 
所述升压型直流变换器数量个数为N，升压型直流变换器并联连接，N为大于或等于1的整数。 
一体化监控单元配有标准的串行接口、网络接口和USB接口，与上位机相连，实现对交流电源、电力操作电源、通信电源及升压型直流变换器的实时监控，主要监测以下数据： 
交流电源的电压、电流、频率、防雷信号及各馈线回路的工作状况；储电单元的充放电状态，电压、电流及温度；通信电源的电压、电流及各馈线回路的工作状况；电力操作电源的电压、电流、绝缘信号及各馈线回路的工作状况；升压型直流变换器的电压、电流及各馈线回路的工作状况；各馈线回路的工作状况如线路跳闸。 
有益效果 
本实用新型提供一种电力一体化电源系统，针对现有电力一体化电源系统中逆变器电源存在的不足，采用一种新型直流变换器来进行替代，即采用升压型直流变换器，该系统能够同时提供交流电和直流电，并且能够利用升压型直流变换器为逆变器负载供电，避免了现有逆变器中可靠性差、转换效率低、并机难及单点故障的问题，结合具有自动切换开关的交流电源、储电单元和一体化监控单元，使得电力一体化电源系统具有自动化程度高、供电稳定、可靠的优点，该系统结构简单，容易实现。而且升压型直流变换器具有功率因数高、谐波小、噪声低、对电网污染小、扩容方便简单、节约投资等方面优势，易于生产，本系统的应用面 十分广泛。 
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图； 
图2为升压型直流变换器结构示意图。 
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。 
如图1所示，为本实用新型一种电力一体化电源系统的结构示意图，一体化电源系统与一体化监控单元（3）相连，所述一体化电源系统包括： 
具有自动切换交流供电线路的交流电源（1），该交流电源与两路交流输入供电线路相连，正常工作时，其中一路交流输入供电线路供电，当该线路发生故障时，交流电源自动切换至另一路交流输入供电线路相连，保证整个电力一体化电源系统正常工作。 
用于将交流电转换为直流电的电力操作电源（2），将输入的交流电转换为220V直流电，为升压型直流变换器、通信电源及直流负载供电，另一方便给储电单元充电； 
用于能为逆变器负载和直流用电设备供电的升压型直流变换器（6），如图2所示，将220V直流电转变为带有整流滤波电路的逆变器负载需要的280V直流电，升压型直流变换器包括输入EMI滤波器、前级DC/DC升压单元、后级DC/DC变换单元、整流滤波器、输出EMI滤波器、输入检测和保护单元、输出检测和保护单元及DC/DC控制和保护单元； 
所述输入EMI滤波器、前级DC/DC升压单元、后级DC/DC变换单元、整流滤波器及输出EMI滤波器依次相连； 
所述输入检测和保护单元与输入EMI滤波器相连，输入检测和保护单元、后级DC/DC变换单元及输出检测和保护单元均与DC/DC控制和保护单元相连，DC/DC控制和保护单元与一体化监控单元相连。 
用于储存电量的储电单元（4），用于在电力一体化电源系统正常工作时蓄电，两条交流供电线路异常时，为逆变器负载、通信电源及直流负载供电； 
其中，所述交流电源（1）与交流母线相连，电力操作电源（2）连接于交流母线和直流母线之间，所述升压型直流变换器（6）及储电单元（4）均与直流母线相连； 
用于将直流电压进行转换的通信电源（5），为直流用电设备供电； 
所述交流电源、电力操作电源、通信电源、储电单元及升压型直流转换器与一体化监控 单元通过通讯总线相连，进行通信。 
所述储电单元为蓄电池组。 
所述一体化监控单元与上位机相连。 
直流变换器的容量大小可根据逆变器负载供电需要选择N个直流变换器进行并联获得，N为大于或等于1的整数。 
当两路交流供电线路正常工作时，交流电源（1）任意选择一路交流供电线路为整个电力一体化电源系统供电，当任一路交流供电线路工作异常时，交流电源（1）自动选择另一路工作正常的交流供电线路为整个电力一体化电源系统供电；交流电源（1）与交流母线相连，交流母线与交流电源负载相连；电力操作电源将交流转换为直流，通过直流母线为升压型直流变换器、直流电源负载、通信电源及储电单元供电，储电单元在整个电力一体化电源系统为交流供电时，存储电量；当两路交流供电线路工作均异常时，由储电单元为升压型直流变换器、通信电源及直流电源负载供电； 
升压型直流变换器将由交流220V转换成的220V直流，升压至280V直流，为常用的逆变器负载供电，由于常用的逆变器负载上自带独立的整流滤波电路，使用280V直流相当于为其提供220V交流电，实现了不采用逆变器即可为逆变器负载供电。 
一体化监控单元配有标准的串行接口、网络接口和USB接口，实现对交流电源、电力操作电源、通信电源及升压型直流变换器的实时监控，主要监测以下数据： 
交流电源的电压、电流、频率、防雷信号及各馈线回路的工作状况；储电单元的充放电状态，电压、电流及温度；通信电源的电压、电流及各馈线回路的工作状况；电力操作电源的电压、电流、绝缘信号及各馈线回路的工作状况；升压型直流变换器的电压、电流及各馈线回路的工作状况；各馈线回路的工作状况如线路跳闸。同时，由于电力一体化电源系统与一体化监控单元相连，通过上位机操作，能够对电力一体化电源进行实时监控，一旦发生异常，可以及时发现后，对其进行维护。 

Claims (5)

1.一种电力一体化电源系统，其特征在于，所述一体化电源系统与一体化监控单元相连，所述一体化电源系统包括： 
具有自动切换交流供电线路的交流电源； 
用于将交流电转换为直流电的电力操作电源； 
用于能为逆变器负载和直流用电设备供电的升压型直流变换器； 
用于将直流进行电压转换的通信电源； 
用于储存电能的储电单元； 
所述交流电源与交流母线相连，电力操作电源连接于交流母线和直流母线之间，所述升压型直流变换器、通信电源及储电单元均与直流母线相连； 
所述交流电源、电力操作电源及升压型直流变换器均与一体化监控单元通过通讯总线相连。 
2.根据权利要求1所述的电力一体化电源系统，其特征在于，所述升压型直流变换器包括输入EMI滤波器、前级DC/DC升压单元、后级DC/DC变换单元、整流滤波器、输出EMI滤波器、输入检测和保护单元、输出检测和保护单元及DC/DC控制和保护单元； 
所述输入EMI滤波器、前级DC/DC升压单元、后级DC/DC变换单元、整流滤波器及输出EMI滤波器依次相连； 
所述输入检测和保护单元与输入EMI滤波器相连，输入检测和保护单元、后级DC/DC变换单元及输出检测和保护单元均与DC/DC控制和保护单元相连，DC/DC控制和保护单元与一体化监控单元相连； 
输入EMI滤波器，用于滤除输入的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少装置本身对外界的电磁干扰； 
前级DC/DC升压单元，用于对输入电压进行升压至预设定电压； 
后级DC/DC变换单元，用于实现前级输入直流电压转换成所需要的直流电压； 
输出EMI滤波器，用于滤除干扰信号； 
输入检测和保护单元，用于对输入电压或电流的检测及保护； 
输出检测和保护单元，用于输出电压、电流或温度的检测及保护； 
DC/DC控制和保护单元，用于采集和控制前级DC/DC升压单元、后级DC/DC变换单元及整流滤波器的信号。 
3.根据权利要求1或2所述的电力一体化电源系统，其特征在于，所述储电单元为蓄电池组。 
4.根据权利要求3所述的电力一体化电源系统，其特征在于，所述一体化监控单元与上位 机相连。 
5.根据权利要求1或2所述的电力一体化电源系统，其特征在于，所述升压型直流变换器数量个数为N，升压型直流变换器并联连接，N为大于或等于1的整数。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105552913A (zh) * 2016-01-07 2016-05-04 安徽明瑞智能科技股份有限公司 一种智能交直流一体化电源系统
CN113517828A (zh) * 2021-06-03 2021-10-19 四川宏华电气有限责任公司 一种双制式石油钻机电驱动系统

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