[發(fā)明專利]高可靠性高穩(wěn)壓精度的供電系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011095619.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112087049A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建武;李福榮;王國(guó)棟;王軍;修鈺翔;張化德;王偉;李恒軒;崔超;王萬(wàn)里;紹昆倫;宋曉雙;王慧;周莉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類號(hào): H02J9/06
• 分類號(hào): H02J9/06
• 代理公司: 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 王錫洪

一種高可靠性高穩(wěn)壓精度的直流不間斷電源系統(tǒng)，包括工業(yè)級(jí)整流模塊REC2、工業(yè)級(jí)DC/DC穩(wěn)壓模塊CON1，蓄電池管理系統(tǒng)BMS，監(jiān)控模塊MON1，人機(jī)交換界面，蓄電池組B2和負(fù)載L2，其特征在于：市電或工業(yè)用電電源與多個(gè)工業(yè)級(jí)整流模塊輸入口并聯(lián)，多個(gè)工業(yè)級(jí)整流模塊輸出口蓄電池組B2輸入或輸出線并聯(lián)，與多個(gè)工業(yè)級(jí)DC/DC穩(wěn)壓模塊CON1輸入端各自串聯(lián)，多個(gè)工業(yè)級(jí)DC/DC穩(wěn)壓模塊CON1輸出端并聯(lián)后與負(fù)載相聯(lián)，蓄電池組B2的信號(hào)線與蓄電池管理系統(tǒng)BMS相聯(lián)，工業(yè)級(jí)整流模塊REC2、工業(yè)級(jí)DC/DC穩(wěn)壓模塊的通訊口通過(guò)信號(hào)線并聯(lián)于蓄電池管理系統(tǒng)BMS和監(jiān)控模塊MON1的通信口相連的信號(hào)線上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及不間斷電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高可靠性高穩(wěn)壓精度的直流不間斷電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在石油、化工、鋼鐵冶煉等工業(yè)領(lǐng)域，生產(chǎn)設(shè)備、安全保護(hù)和測(cè)量控制等裝備因無(wú)法接受市電失電所帶來(lái)的巨大代價(jià)及安全生產(chǎn)等問(wèn)題，都有直流不間斷供電的需求。并且對(duì)直流不間斷供電系統(tǒng)的可靠性及供電電壓的穩(wěn)壓精度也有很高的要求。

圖５是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域業(yè)界普遍采用的直流不間斷供電系統(tǒng)（DC UPS），普遍采用工業(yè)級(jí)交流不間斷電源UPS1（AC UPS）加工業(yè)級(jí)整流模塊REC1（AC/DC）電源兩級(jí)結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案。工業(yè)級(jí)交流不間斷電源UPS1提供不間斷的交流輸出，再通過(guò)工業(yè)級(jí)整流模塊REC1把不間斷交流電源整流成后端負(fù)載L1所需的直流電源，實(shí)現(xiàn)直流電源的不間斷供電。

當(dāng)前的技術(shù)方案中，工業(yè)交流不間斷電源UPS1因其單機(jī)高可靠性而在該領(lǐng)域被廣泛采用。但其也有顯著的缺點(diǎn)：

１．該技術(shù)方案中雖說(shuō)是兩級(jí)結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是經(jīng)過(guò)了三級(jí)功率變換，第一級(jí)為UPS1內(nèi)部的整流單元AC/DC，第二級(jí)為UPS1內(nèi)部的逆變單元DC/AC，第三級(jí)為REC1的AC/DC。三級(jí)功率變換每一級(jí)功率變換都帶來(lái)效率的損失，因此整個(gè)電源系統(tǒng)的效率比較低。

２．工業(yè)級(jí)交流不間斷電源UPS1普遍采用工頻相控技術(shù)，存在體積大、價(jià)格昂貴的問(wèn)題。

３．工業(yè)級(jí)交流不間斷電源UPS1因內(nèi)部輸入輸出沒(méi)有電氣隔離，因此需要在輸入或者輸出側(cè)增加一個(gè)工頻變壓器T1，因此使整個(gè)電源系統(tǒng)的體積更大，價(jià)格更高。

４．工業(yè)級(jí)交流不間斷電源UPS1輸出為交流電壓，直接進(jìn)行輸出并聯(lián)供電存在較大的技術(shù)難度，制約了不間斷電源系統(tǒng)的擴(kuò)容，或者降低了并聯(lián)電源系統(tǒng)供電的可靠性。

５．蓄電池組B1作為不間斷電源供電系統(tǒng)的核心部件，也是作為市電停電后為后端負(fù)載不間斷提供能量的核心保障，工業(yè)級(jí)交流不間斷電源UPS1僅對(duì)蓄電池組B1的電壓進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)蓄電池組B1健康狀態(tài)判斷來(lái)說(shuō)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果該蓄電池組B1（串聯(lián)連接）中有某一節(jié)蓄電池出現(xiàn)劣化，而造成整組蓄電池組B1無(wú)法滿足后端負(fù)載L1的不間斷供電需求，工業(yè)交流不間斷電源UPS1自身是沒(méi)有檢測(cè)出來(lái)并進(jìn)行預(yù)警的，從而造成劣化蓄電池加速劣化，從而影響了整個(gè)不間斷電源系統(tǒng)的供電可靠性。

６．工業(yè)級(jí)交流不間斷電源UPS1由于功率半導(dǎo)體器件的電流應(yīng)力限制，更大功率或者更長(zhǎng)備電時(shí)間，一般都是通過(guò)增加蓄電池組B1的節(jié)數(shù)來(lái)滿足更大的輸出功率或者更長(zhǎng)備電時(shí)間的需求。而很難通過(guò)增加單節(jié)蓄電池組的容量（AH數(shù)）來(lái)滿足后端負(fù)載更大功率或者更長(zhǎng)備電時(shí)間的需求。蓄電池組更多的串聯(lián)節(jié)數(shù)意味著更高的成本，更大的體積及更低的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。本發(fā)明一種具有高可靠性高穩(wěn)壓精度的直流不間斷電源系統(tǒng)。