[发明专利]一种可持续供电的不间断电源系统

说明书

技术领域

本发明属于不间断电源领域，具体涉及一种可持续供电的不间断电源系统，特别适用于边远城郊零散居民区用电(如别墅供电)。

背景技术

随着社会的发展，社会生活越来越离不开电力。但是，一到夏季用电高峰，拉闸限电十分流行。同时，以拉闸限电为特征的节能减排也经常席卷全国。此外，受自然灾害极端天气等不确定因素影响，也会使电网出现意外断电。突然停电，给居民生活带来了极大不便。

为了解决上述问题，目前基本采用UPS(Uninterruptible Power Supply即不间断电源)方案。现有的UPS技术，正常工作时将市电经过整流变成直流，与蓄电池电压并联，再经过逆变输出稳定的交流电给负载供电。当市电故障时，由蓄电池经过逆变给负载供电。当UPS装置内部某模块出现故障时，市电直接通过旁路给负载供电。但是目前的UPS不间断电源由于电池容量有限往往供电时间较短，能够支持的供电负载比较小，无法在市电长时间断电情况下持续工作。如果要实现UPS长时间供电或增加供电设备的功率则必须增大蓄电池组的容量。若供电时间呈几何倍数增长，设备投资也会成几何倍数增长，供电时间却仍然是有限的。随着设备的运行，电池电压的降低，很难保证不间断电源输出电压的稳定性。并且蓄电池长期处于欠压状态，导致蓄电池损坏严重，缩短其寿命，需要定期更换，造成巨大的运行投资负担。此外，该技术方案还存在供电效率低、体积大、重量重、维护困难等诸多缺陷。另有一些用户自己配备备用发电机，解决市电故障后的长时间供电问题。但备用发电机在市电突然断电时不能立即启动。断电间隔期间还是会对一些重要的用电设备带来影响。

目前已有众多国内外专家、学者和用户探索不间断发电机供电技术，如专利文献CN102111004提出了一种不间断备用电力系统，其采用柴油机或汽油机发电机组与不间断电源装置联合工作，实现不间断供电。无论市电正常与否，负载均使用UPS蓄电池内电流，外部电源始终为蓄电池涓流浮充，蓄电池板始终处于活化状态。当市电异常蓄电池电压降低至保护电压时启动发电机组为蓄电池充电。但该方案需要配置容量很大的蓄电池组，成本较高，寿命较短，不易维护。而且柴油机体积大，启动慢，运行噪声大，汽油机较之柴油机在上述方面有改进，但是无论汽油还是柴油发电成本都比较高，发电效率不高。同时该方案需要长期储备大量燃油，构成安全隐患。更核心的问题是不间断供电系统基本安装在居住区附近，当汽油机或柴油机长时间工作时会产生大量废气和PM2.5(直径小于或等于2.5微米颗粒物)悬浮颗粒等最主要的大气污染物。上述污染物会严重污染生活区周围的空气，给人体健康和大气环境质量的带来巨大负面影响。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的在于提供一种可持续供电的节能环保型不间断电源系统，其能够在市电断电情况下通过UPS切换至备用发电机供电实现对居民家庭不间断供电目的，同时满足无限时长可持续地节能环保的供电模式。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：

一种可持续供电节能环保型不间断电源系统，包括机组启动装置、燃气燃油双燃料发动机、小型发电机、整流模块、逆变模块、充放电模块、控制模块、蓄电池组以及选择开关。

机组启动装置、燃气燃油双燃料发动机、小型发电机构成发电机组单元，整流模块、逆变模块、充放电模块构成，发电机组单元和UPS单元电连接，一起构成备用回路，以提供备用供电给负载。

备用供电回路和市电回路两者通过选择开关连接至负载。发电机输出电能经过整流模块变成直流电，再经过逆变模块变换成交流电，接通选择开关后向负载供电。蓄电池组经过充放电模块连接至整流模块之后，控制模块分别连接至机组启动装置、选择开关和充放电模块。控制模块通过监测市电线路电压电流情况控制UPS蓄电池组的投退、备用发电机组的启停，并相应控制选择开关切换不同供电模式。此外控制模块还在线监测蓄电池组的电压情况，保证蓄电池处于正常备用状态，一旦电压过低就会启动充电功能为蓄电池组充电。蓄电池组充电可采用交直流两种模式，以保证电池组能够在各种工况下均能够及时充电。

该可持续供电节能环保型不间断电源系统发电机组动力装置为燃气燃油双燃料发动机。以更为环保的天然气/沼气等气体燃料为主，也可储备少量汽油作为后备燃料。其供气或供油接口连接至机组启动装置，在控制模块协调控制之下为发动机自动供气或供油。

本发明采用以上技术方案后的有益效果是：