[实用新型]使用超级电容器组作为储能装置的直流电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是直流电源，特别涉及的是使用超级电容器组作为储能装置的直流电源。

背景技术

直流电源主要是为输配电的控制设备、通信设备提供的电源。目前电力系统中的直流电源都是采用蓄电池的直流屏，现有技术中蓄电池对运行环境和运行条件有如下较高要求：

1.不能过充电或过放电。例如2.0V的蓄电池终止放电电压为1.8V，到达1.8V电压继续放电就会给蓄电池造成损伤；

2.输出的电量较少——储能装置中电荷的利用率较低；

3.不能多次反复充放电，否则容量就会下降——国家标准中规定“10Ah的蓄电池在第六次充放电时的实际容量应不低于额定容量”。蓄电池在经历约1000次充放电后就会报废。

为此，直流电源一直是配电自动化实施的瓶颈，上述采用蓄电池做直流电源已不能适应智能电网建设的需要，人们迫切需要人们迫切需要一种满足其设备的控制和信息流交互要求的直流电源出现。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种适于智能电网发展需求，满足其设备的控制和信息流交互要求的可靠的直流电源。

解决上述技术问题的技术方案是：一种使用超级电容器组作为储能装置的直流电源，所述直流电源包括：交流输入电源、AC/DC变换器、储能模块、DC/DC变换器、检测及控制电路、监控电路和用电设备；其中交流输入电源依次串联AC/DC变换器、储能模块、DC/DC变换器和用电设备；在储能模块和DC/DC变换器的节点上连接检测及控制电路输入端，检测及控制电路输出端串联监控电路输入端，监控电路输出端连接DC/DC变换器的输入端。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型储能模块全部采用多个电容串联构成一个串联支路电容组，再由多个串联支路电容组并联组成。储能模块采用超级电容器组作为储能装置，具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命；而与蓄电池相比，它又具有较高的比功率，且对环境无污染。充分发挥超级电容器组器能量转换率高、寿命长、多次反复充电特点，大幅延长供电时间。

(2)储能模块3利用了超级电容器组不存在过放电的特性，该实用新型输出电路采用高效DC/DC变换电路，其中的DC/DC变换器关断电压(aV)设置可为储能模块3额定电压n的1/2、1/3、1/4甚至更低。这样就可以大幅提高储能模块的电荷利用率，在储能模块储存电量一定的情况下，大幅延长供电时间。

(3)检测及控制电路能实时获得储能模块的电压采样信号，并将其输送到监控电路，监控电路可实时显示储能模块的剩余能量和工作状态。监控电路还能显示DC/DC变换器输出是否正常以及可以提供交流输入、直流输出的失电及欠压报警信号。检测及控制电路能根据DC/DC变换器的输出电流信号判断用电设备是否正在运转，确保用电设备能够完成工作。

利用超级电容器组作为储能装置，达到长寿命、高利用率的直流电源，该直流电源适用于配网发电厂、输电站、开关站、配电站、箱式变电站，为断路器或负荷开关弹簧操作机构电机分合闸操作和配电终端、通讯等装置提供直流电源，也可作为独立电源应用。

附图说明

图1是本实用新型电路方框图；

图2是图1中储能模块电路示意图。

《附图中序号说明》

1：交流输入电源；2：AC/DC变换器；3：储能模块；4：检测及控制电路；5：监控电路；6：DC/DC变换器；7：用电设备；A、B：节点；C_1-1、C_1-2、C_1-N、C_2-1、C_2-2、C_2-n、C_n-1、C_n-2、C_n-n：电容。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进一步详述：

图1是本实用新型电路方框图；图2是图1中储能模块电路示意图。

如图1、图2所示，本实用新型提供一种使用超级电容器组作为储能装置的直流电源，所述直流电源包括：交流输入电源1、AC/DC变换器2、储能模块3、DC/DC变换器6、检测及控制电路4、监控电路5和用电设备7；其中交流输入电源1依次串联AC/DC变换器2、储能模块3、DC/DC变换器6和用电设备7；在储能模块3和DC/DC变换器6的节点A、节点B上连接检测及控制电路4输入端，检测及控制电路4输出端串联监控电路5输入端，监控电路5输出端连接DC/DC变换器6的输入端。