[发明专利]飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统、控制方法

说明书

本发明涉及不间断电源技术领域，具体涉及一种飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统及其控制方法。该集成系统包括：电源端、负载端、在线双变换式UPS高频装置、以及飞轮储能装置。本发明的集成系统及其控制方法，在线双变换式UPS高频装置和飞轮储能装置之间、备用柴油发电机和飞轮储能装置之间均无通信联系，简化了系统接线，降低了设备之间的依赖性，增强了在线双变换式UPS高频装置和飞轮储能装置之间的兼容性；在线双变换式UPS高频装置根据直流母线电压调节自身运行状态，飞轮储能装置根据飞轮储能装置的输入电压调节自身的运行状态，无需进行通信，简化了系统控制的复杂程度，同时，系统具有良好的可扩展性。

技术领域

本发明涉及不间断电源技术领域，具体涉及一种飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统及其控制方法。

背景技术

现有技术提供的磁悬浮飞轮储能UPS系统集成应用方法，飞轮电池系统需要和UPS装置通信，增加了控制系统的复杂度，增加了现场接线和调试的复杂度，增加了不同厂家设备之间兼容的难度；同时，飞轮储能装置需要和备用柴油发电机系统通信，增加了控制系统的复杂度，增加了现场接线和调试的复杂度，增加了不同厂家设备之间兼容的难度。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统及其控制方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明第一方面提供了一种飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统，该集成系统包括：与备用柴油发电机和市电连接的电源端、与负载连接的负载端、设于所述电源端和所述负载端之间的在线双变换式UPS高频装置、以及与所述在线双变换式UPS高频装置连接的飞轮储能装置；

所述在线双变换式UPS高频装置包括：交流-直流整流器、与所述交流-直流整流器耦合的直流-交流逆变器、高压侧耦合于所述交流-直流整流器和所述直流-交流逆变器之间的直流母线的直流-直流双向变换器、和与所述直流-直流双向变换器连接的UPS控制器，所述UPS控制器用于根据所述直流母线电压控制所述直流-直流双向变换器的运行状态；

所述飞轮储能装置包括：与所述直流-直流双向变换器的低压侧连接的直流-交流双向变换器、与所述直流-交流双向变换器连接的飞轮储能单元、和与所述直流-交流双向变换器和所述飞轮储能单元均连接的飞轮控制器，所述飞轮控制器用于根据所述飞轮储能装置输入端的输入电压控制所述飞轮储能装置的运行状态。

优选地，所述UPS控制器被配置为执行如下步骤：不间断的监测所述直流母线电压；当所述直流母线电压大于或等于第三电压阈值时，控制所述直流-直流双向变换器的功率流向为由高压侧流向低压侧；当所述直流母线电压小于或等于第四电压阈值时，控制所述直流-直流双向变换器的功率流向为由低压侧流向高压侧；

所述飞轮控制器被配置为执行如下步骤：不间断的监测所述飞轮储能装置输入端的输入电压；当所述输入电压大于或等于第一电压阈值时，对所述飞轮储能装置进行充电；当所述输入电压小于或等于第二电压阈值时，控制飞轮储能装置进行放电。

优选地，所述UPS控制器还被配置为执行如下步骤：当所述直流母线电压大于第四电压阈值且小于第三电压阈值时，控制所述直流-直流双向变换器停止功率变换；

所述飞轮储能单元包括：用于储存能量的飞轮本体；与所述飞轮本体连接的电机；