一种可移动式应急电源的制作方法

本发明涉及电源领域，更具体地，涉及一种可移动式应急电源。

背景技术：

随着科学技术的快速发展，人们对电能质量的要求越来越高。为了保证供电的可靠性和安全性，各个重要场合都配备有应急电源以应对各种可能的电路故障。传统的应急电源主要有柴油发电机组和蓄电池组，但这两种应急电源在实际应用中都存在着一些问题。柴油发电机组作为应急电源时，其启动时间较长，电源质量差，有噪音和污染，甚至有可能导致火灾。蓄电池组作为应急电源时，其容量小、运行时间较短，损耗大，不适合带感性负载，蓄电池的寿命短、成本高。这些不足限制了传统应急电源的进一步发展，人们急需一种更加经济环保、可靠稳定的新型应急电源。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有柴油发电机组作为应急电源时，其启动时间较长，电源质量差，有噪音和污染，甚至有可能导致火灾；及现有蓄电池组作为应急电源时，其容量小、运行时间较短，损耗大，不适合带感性负载，蓄电池的寿命短、成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种可移动式应急电源，包括：储气单元、膨胀机、发电机、电力电子变换器以及可移动车载单元；

所述储气单元存储压缩空气，其与膨胀机相连，使得其存储的压缩空气流向膨胀机并带动膨胀机转动；

所述膨胀机与发电机相连，所述膨胀机在压缩空气带动下转动后带动发电机转动发电；

所述发电机与电力电子变换器相连，所述电力电子变换器将发电机发出的电能转变成直流电或交流电；

所述可移动车载单元用于装载所述储气单元、膨胀机、发电机以及电力电子变换器，以便运送该可移动式应急电源。

具体地，可移动车载单元可以为车辆或其他方便移动的装置，以下不再赘述。

可选地，该可移动式应急电源还包括：监测与控制模块；

所述监测与控制模块与储气单元相连，用于监测储气单元的气压和储气容量，同时控制储气单元的出气流量大小；

所述监测与控制模块与膨胀机相连，用于监控膨胀机进气口及排气口的温度和压力；

所述监测与控制模块与发电机相连，用于监控发电机的转速；

所述监测与控制模块与电力电子变换器相连，用于控制电力电子变换器整流和逆变后输出电压的幅值和频率。

可选地，所述储气单元可根据不同需要采用不同数量高压储气罐并联的组合方式。

可选地，所述膨胀机可以但不限于为三级膨胀机。

可选地，该可移动式应急电源还包括：齿轮箱；所述膨胀机和发电机可根据实际变比需要直接相连或通过齿轮箱相连。

可选地，所述电力电子变换器可以但不限于为vsc变换器或csc变换器。

可选地，所述储气单元通过输气管道与膨胀机相连，所述输气管道上装有阀门开关来控制压缩空气的流量。

可选地，所述监测与控制模块可以执行包括但不限于电压调节、频率调节、相位调节、工作参数调节、系统开关和显示等功能。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明所述可移动式应急电源装载在可移动车载单元上，可以根据需要快速运送到需要的地点或场合，移动灵活、使用方便。

2、本发明所述可移动式应急电源通过压缩空气带动发电机发电，在整个供电过程中无co2或其他废弃物产生，不会对环境造成污染，绿色环保。

3、本发明所述可移动式应急电源储能时间长、能量密度大，压缩空气储存在储气罐中，能量损耗小，可以长时间存储，同时可以根据实际需要通过加大储气压力及并联储气罐来增大能量密度和总容量。

4、本发明所述可移动式应急电源使用寿命长、工作效率高，与传统应急电源系统相比，本发明所述的基于压缩空气储能的可移动式应急电源使用寿命可达数十年，并且工作效率高，具有良好的经济性。

5、本发明所述可移动式应急电源可灵活输出电能，通过监测与控制模块及电力电子变换器模块，可以将发电机发出的电能变换成直流电或所需频率和幅值的交流电，能满足各种应用场合的需求。

附图说明

图1是本发明提供的可移动式应急电源的结构示意图；

其中：1为可移动车载单元，2为储气单元，3为膨胀机，4为齿轮箱，5为发电机，6为电力电子变换器，7为检测与控制模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的可移动式应急电源很好地克服了传统应急电源的不足，具有工作时间长、储能容量大、生命周期长、电能转换效率高、安全可靠、环境友好、移动灵活等特点。

基于此，图1为本发明提供的可移动式应急电源结构示意图。如图1所示，包括可移动车载单元1、储气单元2、膨胀机3、齿轮箱4、发电机5、电力电子变换器6以及监测与控制模块7，其中：

本发明所述可移动式应急电源装载在可移动车载单元1上，根据需要可以将本可移动式应急电源快速运送至特定的地点或场合。

所述储气单元2用于储存压缩空气，根据实际发电量和发电时间需要，可以并联多个储气罐用以存储压缩空气。

所述储气单元2通过输气管道与膨胀机3相连，并且输气管道上装有阀门开关来控制空气流量，在本应急电源供电时储气单元内的压缩空气会流向膨胀机3并带动膨胀机3转动；

所述膨胀机3与发电机5可通过小变比齿轮箱4相连或直接相连，压缩空气推动膨胀机3转动时，膨胀机3再带动发电机5转动发电；

所述发电机5与电力电子变换器6相连，电力电子变换器6的输出端口包含直流端口和交流端口，发电机5发出的电能通过电力电子变换器6后变成直流电或所需频率和幅值的交流电；

此外，所述监测与控制模块7与储气单元2相连，用于监测储气单元2的气压和储气容量，同时控制储气单元2的出气流量大小；所述监测与控制模块7与膨胀机3相连，用于监控膨胀机3进气口及排气口温度、压力；所述监测与控制模块7与发电机5相连，用于监测和控制发电机5的转速；所述监测与控制模块7与电力电子变换器6相连，用于控制电力电子变换器6整流和逆变后输出电压的幅值和频率。

进一步的，本发明所述的基于压缩空气系统的可移动式应急电源装载在车辆1上，可以根据需求快速运送到不同的地点和场合。

进一步的，所述储气单元2采用多个高压储气罐并联的组合方式，能量密度大，可根据实际供电的需求，灵活配置并联储气罐的数量，这样既可以减小移动运输的规模，也容易满足临时提升持续供电能力的需求。

进一步的，所述膨胀机3可以但不限于为三级膨胀机。

进一步的，所述发电机5为高速发电机，根据实际需要可与膨胀机3之间通过小变比的齿轮箱4相连或与膨胀机3直接相连，能量密度大，系统紧凑。

进一步的，所述电力电子变换器6可以但不限于为vsc变换器或者csc变换器。

进一步的，所述监测与控制模块7包括cpu、通信单元、存储单元和io接口等，通过键盘的输入功能及显示功能形成触发信号输送给电力电子变换器模块，可执行包括但不限于电压调节、频率调节、相位调节、工作参数、系统开关和显示功能。

总的来说，本发明提出的可移动式应急电源，通过储气单元2内的压缩空气推动膨胀机3转动，膨胀机3转动进而带动发电机5转动发电，发电机5发出的电能再经电力电子变换器6转变成所需的直流电或交流电，监测与控制模块7对整个系统的各个环节进行监控和管理，实现了一种基于压缩空气储能系统的可移动式应急电源。

综上所述，本发明所提出的可移动式应急电源可以快速准确地到达指定地点，并长时间、稳定、准确地提供所需的直流电或特定幅值与频率的交流电。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。