[发明专利]一种智能型储能电源车不间断供电系统装置及其控制方法

说明书

一种智能型储能电源车不间断供电系统装置，将市电或UPS电源经过单个双向变流器供給应急负载，采用双向变流器PCS1台和单向变流器PIS1台配合使用，双向变流器PCS通过自动转化开关ATS与供电电源相连，储能电池组通过单向变流器PIS经静态开关与应急负载相连，工作过程中储能电池组与单向变流器PIS不间断挂网运行，通过能量管理系统EMS控制来双向变流器PCS输出功率，灵活对储能电池组进行充电以及提供功率给单向变流器PIS，实现应急负载不间断供电以及零毫秒切换。还提供一种智能型储能电源车不间断供电系统装置在不同工作模式下的控制策略，按照既定的逻辑及控制算法实现系统各模式间的自动运行及异常保护。

技术领域

本发明涉及新能源设备技术领域，具体涉及一种智能型储能电源车不间断供电系统装置及其控制方法。

背景技术

随着当今社会各行各业投入高敏感电力电子设备不断增加，越来越多的用户对供电可靠性要求不断提高。大型活动场所如政府机构、重要活动日、大型医院等，一旦发生停电事故，带来的后果将不可想象，不仅破坏了正常生活秩序，带来巨大的经济损失，更严重的会影响到社会的正常秩序。因此，为了保障重点负荷的不间断供电，减少相关损失，开展智能型储能电源车不间断供电系统装置的研究具有重要的意义。

目前电力部门广泛使用的应急电源车由柴油机发电和以铅酸电池为后备的应急电源系统。但柴油机发电的缺点是不能长时间空载运行、启动时间较长、供电质量差、废气污染严重，不能做到无缝切换。而铅酸电池则存在重金属污染、能量比低，还存在充放电次数受限等缺点。对于近几年选择飞轮储能作为UPS移动应急电源车，飞轮UPS受制于机械储能，且能够提供的电力应急时间较短，并且价格昂贵。

传统保供电采用的方式为市电加上发电车，通过整流、逆变方式供给应急负载，这种方式都会存在市电失去的时候，在柴油发电机或储能电池组起动的过程中，中间有一段时间的间隔断电，这种现象对一些非常重要的负荷，比如说，电力电子装置或者重要敏感器件都会有所反应，将会造成很严重的后果。采用不间断供电系统装置及相关控制方法，它具有启动时间短，能够实现零毫秒不间断的切换。从而保障设备的不间断运行，将事故停电给生产生活带来的影响降低到零。

发明内容

针对目前应急电保供电源车存在的不足，本发明提供一种智能型储能电源车不间断供电系统装置及其控制方法。基于大多数应急电源车采用将市电或UPS电源经过单个双向变流器供給应急负载，储能电池装置作为备用电源，本发明采用双向变流器(PCS)1台和单向变流器(PIS)1台配合使用，其中储能电池组通过单向变流器PIS不间断与应急负载相连，不论市电是否正常，储能电池组和单向变流器PIS都处于工作状态，实现应急负载不间断供电以及零毫秒切换。同时，本发明还针对一种智能型储能电源车不间断供电系统装置设计了其不同工作模式下相关控制策略，按照既定的逻辑及控制算法实现系统各模式间的自动运行及异常保护。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能型储能电源车不间断供电系统装置，包括柴油机供电380V三相电、储能电池系统、双向变流器PCS、单向变流器PIS、静态开关、自动转化开关ATS以及相关开关K1-K6；

其中，一条配电线路为市电380V和柴油机供电380V连接到自动转换开关ATS输入侧；自动转换开关ATS输出端与开关K1一端相连；开关K1另一端与双向变流器PCS交流侧连接；双向变流器PCS直流侧分别与储能电池组输入端、开关K2一端连接；开关K2另一端与单向变流器PIS直流侧连接；同时储能电池组输出侧与单向变流器PIS直流侧相连；单向变流器PIS交流侧与静态开关输入侧相连；静态开关输出侧分别于开关K3一端、K5一端连接；K3另一端与应急负载连接；K5另一端与第三条配电线路相连；第二条配电线路为自动转换开关ATS与旁路检修开关K6一端相连；K6另一端与静态开关输入侧相连；第三配电线路自动转化开关ATS输出端与开关K4一端相连；开关K4另一端与车辆负载相连。