[實(shí)用新型]一種使用空氣能作為備份儲(chǔ)能組件的EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320074211.0
• 申請(qǐng)日: 2013-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN203104102U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊光前
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 莊光前
• 主分類號(hào): H02J9/08
• 分類號(hào): H02J9/08
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???本實(shí)用新型涉及一種EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，是一種使用空氣能作為備份儲(chǔ)能組件的EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)。

應(yīng)急電源（EPS）是一種節(jié)能式的后備電源，當(dāng)市電正常時(shí)，市電經(jīng)開關(guān)直接為負(fù)載供電、機(jī)內(nèi)的逆變器處于待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)市電故障時(shí)，開關(guān)將負(fù)載切換到逆變器上，由蓄電池經(jīng)逆變后繼續(xù)為負(fù)載供電。當(dāng)市電恢復(fù)正常時(shí)，開關(guān)自動(dòng)將負(fù)載切換到市電供電。

當(dāng)今的應(yīng)急電源（EPS）主要依靠化學(xué)蓄電池來(lái)存儲(chǔ)電量，當(dāng)市電發(fā)生停電故障時(shí)，由蓄電池放電對(duì)負(fù)載提供不間斷的電源。但利用化學(xué)蓄電池存儲(chǔ)電量有以下缺點(diǎn)：1、質(zhì)量不穩(wěn)定、可靠性差。在應(yīng)急電源中蓄電池是串接成電池組使用，由于質(zhì)量不一致，往往是個(gè)別電池較早老化報(bào)廢，導(dǎo)致整組電池?cái)嚅_、應(yīng)急電源不能正常供電，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大降低。2、購(gòu)置和運(yùn)行成本高。蓄電池本身價(jià)格昂貴，且其使用壽命短，要求的使用環(huán)境苛刻，運(yùn)行時(shí)需使用空調(diào)才能滿足其要求的使用環(huán)境。3、蓄電池生產(chǎn)過(guò)程和使用后的廢棄都會(huì)給人類生活環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)：這項(xiàng)技術(shù)被稱之為空氣壓縮能源儲(chǔ)存技術(shù)(CAES)，其原理大致如下：利用空氣壓縮機(jī)將大自然中的空氣吸收壓縮成密度高、壓力大的有效氣壓源并儲(chǔ)存穩(wěn)壓，需要使用時(shí)通過(guò)輸氣管道和氣閥向空氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)排放，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪或活塞運(yùn)轉(zhuǎn)。空氣發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)在汽車等傳輸領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并往大型化發(fā)展。用其帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組成的空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組也有代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柴油備用發(fā)電機(jī)組的趨勢(shì)。

本實(shí)用新型旨在提供一種使用空氣能作為備份儲(chǔ)能組件、節(jié)能環(huán)保的使用空氣能作為備份儲(chǔ)能組件的EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：?一種使用空氣能作為備份儲(chǔ)能組件的EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)，包括市電、空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組、電源主機(jī)和負(fù)載，其中，所述電源主機(jī)包括母線，母線的輸入端分別通過(guò)第一開關(guān)、第二開關(guān)與市電、空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組連接，母線的輸出端與負(fù)載連接，在母線上還設(shè)有短時(shí)儲(chǔ)能裝置。

上述的一種使用空氣能作為備份儲(chǔ)能組件的EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)，所述的短時(shí)儲(chǔ)能裝置通過(guò)AC/DC雙向變換器與母線連接。

上述的一種使用空氣能作為備份儲(chǔ)能組件的EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)，所述的短時(shí)儲(chǔ)能裝置為超級(jí)電容或飛輪系統(tǒng)。

上述的一種使用空氣能作為備份儲(chǔ)能組件的EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)，所述的短時(shí)儲(chǔ)能裝置為超級(jí)電容或飛輪系統(tǒng)。

本實(shí)用新型采用上述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)市電發(fā)生停電故障時(shí)，空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組將立即啟動(dòng)，在其未完全啟動(dòng)之前，由系統(tǒng)內(nèi)置的超級(jí)電容或飛輪系統(tǒng)等瞬時(shí)進(jìn)行短時(shí)間供電以保證系統(tǒng)輸出電源的不間斷性，空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組完全啟動(dòng)后轉(zhuǎn)由其保持繼續(xù)供電，從而實(shí)現(xiàn)了利用空氣能發(fā)電取代傳統(tǒng)化學(xué)蓄電池的目的，具有成本低、節(jié)能環(huán)保、耐用的優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的電源主機(jī)的原理圖。

圖中：1為市電?，2為空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組?，3為電源主機(jī)?，31為母線?，4為負(fù)載?，5為第一開關(guān)?，6為第二開關(guān)?，7為短時(shí)儲(chǔ)能裝置?，8為AC/DC雙向變換器。

如圖1、2所示，一種使用空氣能作為備份儲(chǔ)能組件的EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)，包括市電1、空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組2、電源主機(jī)3和負(fù)載4，電源主機(jī)3包括母線31，母線31的輸入端分別通過(guò)第一開關(guān)5、第二開關(guān)6與市電1、空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組2連接，母線31的輸出端與負(fù)載4連接，在母線31上還設(shè)有短時(shí)儲(chǔ)能裝置7；短時(shí)儲(chǔ)能裝置7通過(guò)AC/DC雙向變換器8與母線31連接；短時(shí)儲(chǔ)能裝置7為超級(jí)電容或飛輪系統(tǒng)。

市電正常時(shí)，第一開關(guān)5閉合，市電1給負(fù)載4供電并經(jīng)雙向AC/DC變換器8給超級(jí)電容充電或給飛輪系統(tǒng)儲(chǔ)能。

市電發(fā)生停電故障時(shí)，第一開關(guān)5自動(dòng)斷開，同時(shí)啟動(dòng)空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組2，在空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組2正常啟動(dòng)前超級(jí)電容或飛輪系統(tǒng)的電能通過(guò)AC/DC雙向變換器8給負(fù)載4緊急供電；空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組2完全啟動(dòng)后，第二開關(guān)6自動(dòng)閉合，由空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)組2給負(fù)載4供電。

市電恢復(fù)正常時(shí)，第二開關(guān)6自動(dòng)斷開，第一開關(guān)5自動(dòng)閉合，再次由市電1給負(fù)載4供電并經(jīng)雙向AC/DC變換器8給超級(jí)電容充電或給飛輪系統(tǒng)儲(chǔ)能。