一种配电系统的制作方法_2

文档序号:9690155阅读:来源:国知局
该油机发电机为柴油发电机或者汽油发电机。交流用电设备群30可以包括各种各样的交流用电设备,例如不间断电源(UPS)系统、高压直流输出(HVDC)系统或空调等。
[0028]本发明的独特之处在于,在配电系统中增设了 AC/DC转换模块60,在发电机20启动完成后,AC/DC转换模块60将发电机20的交流电转换为直流电输出。在这种情况下,相当于蓄电池40和AC/DC转换模块60同时给交流用电设备群30联合供电。
[0029]本发明还对发电机20启动完成之后的蓄电池40和AC/DC转换模块60的联合供电过程进行控制。本发明的配电系统还包括一控制模块(图中未示出)。在发电机20启动之后,系统根据预定的启动条件,启动AC/DC转换模块60。在系统运行期间,控制模块检测交流用电设备群30中的所有当前运行负载的总需求功率,在大于发电机20的预设功率时,控制AC/DC转换模块60和蓄电池40为交流用电设备群30联合供电。当交流用电设备群30的所有当前运行负载的总需求功率等于或者小于发电机20的预设功率时,控制模块控制AC/DC转换模块60为交流用电设备群30供电,并且此时还控制AC/DC转换模块60向蓄电池40进行充电。该预设功率可以设置为略低于发电机20额定功率的一个数值。该控制模块可以在发电机20启动完成之后,通过例如检测交流用电设备群30的总输入电流判断其总需求功率是否大于发电机20的预设功率,是则控制蓄电池40进入放电模式,此时由AC/DC转换模块60和蓄电池40联合供电,否则控制蓄电池40进入充电模式,由AC/DC转换模块60向交流用电设备群30供电的同时向蓄电池40充电。该控制模块还在市电网络10异常且发电机20启动完成之前,控制蓄电池40向交流用电设备群30供电。具体地,本发明可以通过控制AC/DC转换模块60的输入电流和交流用电设备群30的输入电流来控制蓄电池40的充放电模式。当AC/DC转换模块60的输入电流大于交流用电设备群30的输入电流时,蓄电池40进入充电模式,当AC/DC转换模块60的输入电流小于交流用电设备群30的输入电流时,蓄电池40进入放电模式。
[0030]本发明通过增设AC/DC转换模块60和控制模块,将发电机20的交流输出功率转化为直流电流输出功率的形式,并和蓄电池40 —起联合向交流用电设备群30供电。这样的架构解决了瞬态输出能量要求大于输入能量要求的场合,可以避免因为这个原因将发电机配置过大。当交流用电设备群30的总需求功率大于发电机20的预设功率,即交流用电设备群30瞬时要求的能量大于输入能量供给时,由AC/DC转换模块60和蓄电池40联合供电;当交流用电设备群30的总需求功率等于或者小于发电机20的预设功率,即交流用电设备群30中负载要求能量小于输入能量供给时,由AC/DC转换模块60给蓄电池40充电,同时提供给负载。该方法实现使用较小的发电机20应对具有脉动功率要求的负载,节省了投入。
[0031]本发明并不限定交流用电设备群30与配电系统中其它功能模块的具体连接方式,本领域基础技术人员可以根据需要设计各种连接方式,只要其能实现如前所述的供电逻辑关系即可。在本发明的优选实施例中,交流用电设备群30可以具有主路输入端31、直流输入端32和旁路输入端33,其中主路输入端31作为主路电源优先供电,直流输入端32用于在主路输入端31无电源输入时连接直流输入,其内部的逆变模块可将直流输入端32输入的直流电逆变成交流电使用。而旁路输入端33是在主路输入端31和直流输入端32均掉电或异常时输入作为旁路电源即备用电源使用。
[0032]由于市电网络10是主供电电源,因此本发明中市电网络10与交流用电设备群30的主路输入端31连接作为主路电源。交流用电设备群30的直流输入端32与AC/DC转换模块60和蓄电池40连接,以便于在市电网络10异常时,通过直流输入端32取电。而交流用电设备群30的旁路输入端33则给出了 2种具体连接方式供参考。
[0033]在图3给出的配电系统的第一实施例中,交流用电设备群30的旁路输入端33与市电网络10连接,以便于在交流用电设备群30内部用于对直流输入进行逆变的逆变模块损坏后,系统可切换到旁路输入端33,由发电机20作为旁路电源为交流用电设备群30供电。该实施例中将发电机20接入旁路输入端33,可以作为保障系统正常运行的最后一道供电屏障。
[0034]在图4给出的配电系统的第二实施例中,该配电系统还包括ATS切换模块50。该ATS切换模块50的两个输入端分别与市电网络10和发电机20相连,ATS切换模块50的输出端与交流用电设备群30的旁路输入端33连接作为旁路电源。这样不仅可以在交流用电设备群30内部的逆变模块损坏后,系统切换到旁路输入端33,由发电机20作为旁路电源为交流用电设备群30供电,还可以在市电网络10恢复正常后,由ATS切换模块50切换回市电网络10对交流用电设备群30进行供电。
[0035]与之相比,现有技术中传统的接法是将发电机20的输出接到交流用电设备群30的主路输入端31上,而本发明中只需要接到旁路输入端33即可。这是因为,一般来讲交流用电设备群30中例如UPS系统的主路输入端31的电压正常时,会优先使用主路电源供电,在发电机20工作时,若将发电机20的输出直接供给UPS系统的主路供电,UPS将优先从主路取得电力,而不会从蓄电池40取得能量,也就无法通过AC/DC转换模块60实现应对脉动功率需求的能力。该实施例中将发电机20接入到旁路输入端33作为旁路电源是因为,如果UPS系统的逆变器故障,需要有一路备用电源,而旁路电源是UPS系统的最后一道屏障。
[0036]本发明的配电系统中的交流用电设备群30、蓄电池40和AC/DC转换模块60可以为一组或者多组。请参阅图5,为根据本发明的配电系统的第三实施例的原理框图。如图5所示,该配电系统包括N组交流用电设备群30、蓄电池40和AC/DC转换模块60,其中每个交流用电设备群30对应配备了一组蓄电池40和AC/DC转换模块60。如第一交流用电设备群30-1与对应的第一蓄电池40-1和第一 AC/DC转换模块60_1连接,第二交流用电设备群30-2与对应的第二蓄电池40-2和第二 AC/DC转换模块60_2连接,……,第N交流用电设备群30-N与对应的第N蓄电池40-N和第NAC/DC转换模块60-N连接,其中N为大于I的自然数。各个交流用电设备群30与配电系统中其他功能模块的连接关系以及工作过程与图3或图4的描述相同。每个交流用电设备群30也可以包括如前所述的主路输入端31、直流输入端32和旁路输入端33,且连接关系及工作过程也与图3或者图4的描述相同。
[0037]当存在多个交流用电设备群30时,前述交流用电设备群30的所有当前运行负载的总需求功率是指第一交流用电设备群30-1至第N交流用电设备群30-N中所有当前运行的负载的总需求功率。控制模块可以通过检测第一交流用电设备群30-1至第N交流用电设备群30-N的总输入电流判断总需求功率是否大于发电机20的预设功率,是则控制第一蓄电池40-1至第N蓄电池40-N均进入放电模式,此时由每组的AC/DC转换模块60和蓄电池40联合向各自的交流用电设备群30供电,否则控制第一蓄电池40-1至第N蓄电池40-N均进入充电模式,由每组的AC/DC转换模块60向各自的交流用电设备群30供电的同时向蓄电池40充电。具体地,本发明可以通过控制AC/DC转换模块60的输入电流和交流用电设备群30的输入电流来控制蓄电池40的充放电模式。
[0038]请参阅图6,为根据本发明的配电系统的第四实施例的原理框图。如图6所示,该实施例提供的配电系统还包括:无功补偿模块70,其与发电机20的输出端相连,用于在发电机20运行时调整发电机20所带负载的功率因数,使发电机20所带负载呈阻性或者弱感性。当发电机20开启后,与发电机20输出直接连接的无功补偿模块70可以调整发电机20负载的功率因数,特
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