[發明專利]儲能變頻器系統

在審

• 申請號: 201610580558.0
• 申請日: 2016-07-21
• 公開（公告）號: CN107645203A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 沈燁燁;劉水旺
• 申請（專利權）人: 阿里巴巴集團控股有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02M5/40;H02J7/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司11315
• 代理人: 許志勇

技術領域

本申請涉及數據中心供電技術，具體涉及一種為數據中心負載電機進行供電的智能儲能變頻器系統。

背景技術

數據中心容納大量IT設備與IT系統，IT系統用來在Internet網絡、IT設備等基礎設施上傳遞、加速、展示、計算、存儲數據信息，其在互聯網時代扮演著至關重要的角色。目前的數據中心機房水泵、冷機和空調等制冷設施都配置了變頻器，主要目的是采用變頻器進行負荷調節、降低啟動電流；近年來隨著數據中心單位機架功率密度越來越高，為了保證在異常斷電的時間間隔中數據中心不過熱，高密度數據中心不得不為所有的精密空調、水泵、冷機等配置不間斷電源和蓄電池組，即數據中心的制冷系統顯得尤為重要，而制冷系統的核心部件是電機，因此對制冷系統的電機進行供電是極其關鍵的。

傳統的對制冷系統的電機進行不間斷供電方案主要依賴UPS(Uninterruptible Power Supply)或者EPS(Emergency Power Supply)然后經過變頻器進行變頻供電，以UPS為例，請參考圖1，電能需要經過交流市電→UPS→變頻器→到達制冷電機。供電架構首先需要經過UPS中的AC/DC整流、DC/AC逆變兩次轉換電路；然后再經過變頻器電源AC/DC整流、DC/AC逆變兩次轉換電路，即電能從交流市電到制冷電機的傳輸過程需要經過兩次整流以及兩次逆變頻，電能在整流以及變頻過程中需要損耗大量的電能，即現有的不間斷供電方案具有電能損耗率較高的技術問題。

另一方面，現階段的集中UPS供電方案通常采用塔式機，或者采用EPS進行供電，兩種設備的逆變器故障率較高，設備故障一般較難維修，維修時間較長，即現有的不間斷供電方案具有穩定性較差的技術問題。

簡而言之，現階段的不間斷供電方案具有電能損耗率較高、穩定性較差的技術問題。

發明內容

本申請的目的在于提供一種儲能變頻器系統，用以解決現階段的不間斷供電方案具有電能損耗率較高、穩定性較差的技術問題。

為了解決上述技術問題，本申請采用如下技術方案：

本申請揭示了一種儲能變頻器系統，其包括整流裝置、逆變變頻裝置以及電池裝置；所述整流裝置的輸入端連接于交流電，輸出端連接于所述逆變變頻裝置的輸入端并向所述逆變變頻裝置輸出經由所述整流裝置對所述交流電整流之后的整流直流電；所述電池裝置的輸出端連接于所述逆變變頻裝置的輸入端并向所述逆變變頻裝置輸出電池直流電；所述逆變變頻裝置的輸出端連接于負載電機，并向所述負載電機輸出經由所述逆變變頻裝置對所述整流裝置輸出的所述整流直流電或在所述交流電停止供電時所述電池裝置輸出的所述電池直流電變頻之后的變頻交流電。

進一步地，所述整流裝置包括多個相互并聯的整流模塊，各個所述整流模塊分別連接于所述交流電，且向所述逆變變頻裝置輸出所述整流直流電。

進一步地，所述整流模塊的數量由所述負載電機的額定功率決定，并根據系統可靠性要求進行冗余設置。

進一步地，所述電池裝置包括電池母線、電池開關以及電池組，所述電池母線分別連接于各個所述整流模塊以及所述逆變變頻裝置的輸入端，所述電池開關設置于所述電池組以及所述電池母線之間，所述電池組用于在所述電池開關閉合的情況下通過所述電池母線向所述逆變變頻裝置輸出所述電池直流電。

進一步地，各個所述整流模塊分別通過所述電池母線將所述整流直流電輸入至所述逆變變頻裝置的輸入端。

進一步地，所述儲能變頻器系統還包括控制器，所述控制器分別連接于所述整流裝置、所述逆變變頻裝置、所述電池裝置以及所述負載電機，用于實時監測所述整流裝置、所述逆變變頻裝置、所述電池裝置以及所述負載電機的工作狀態，并控制各個所述整流模塊的休眠或啟動。

進一步地，在所述交流電供給正常時，所述交流電經過各個所述整流模塊整流之后形成所述整流直流電，然后經過所述逆變變頻裝置變頻之后形成所述變頻交流電輸出至所述負載電機。

進一步地，在所述交流電供給正常且所述負載電機運行功率小于第一閾值功率時，所述控制器控制一部分所述整流模塊進入休眠狀態，所述交流電經過另一部分所述整流模塊整流之后形成所述整流直流電，然后經過所述逆變變頻裝置變頻之后形成所述變頻交流電輸出至所述負載電機。

進一步地，在所述負載電機運行功率大于第二閾值功率時，所述控制器喚醒進入休眠狀態的所述整流模塊，所述交流電經過各個所述整流模塊整流之后形成所述整流直流電，然后經過所述逆變變頻裝置變頻之后形成所述變頻交流電輸出至所述負載電機。