专利名称：一种混合储能直流供电系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电源技术领域，特别是提供了一种混合储能直流供电系统。
背景技术：
直流供电电源广泛用于控制、保护和通信装置的操作电源，它直接关系到用电设 备和系统的安全可靠运行。目前直流电源采用的交流电整流后配置蓄电池储能的技术 方案存在许多固有缺陷，如蓄电池使用寿命短，长期使用内阻增大导致蓄电池容量下 降，在市电出现供电质量问题时，直流电源系统输出能力显著下降。
同时，考虑到蓄电池功率密度的限制，为了保证冲击性功率的需求要配置较高的 蓄电池容量裕度，导致整个系统的投资成本过高，经济性差。
本发明提供了一种混合储能直流供电系统，它由交流电源、隔离变压器、蓄电池 组、超级电容器和供电负载构成。本发明充分发挥了超级电容器功率密度大、寿命长、 对环境条件要求低的优点，和蓄电池能力密度大的特点相结合，能够有效提高直流供 电系统的功率输出能力，延长蓄电池使用寿命，显著改善直流供电系统的暂稳态性能 和降低蓄电池组的设计容量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合储能直流供电系统，用于控制、保护和通信装置 的操作电源。它由交流电源、隔离变压器、蓄电池组、超级电容器和供电负载构成。 本发明充分发挥了超级电容器功率密度大、寿命长、对环境条件要求低的优点，和蓄 电池能力密度大的特点相结合，能够有效提高直流供电系统的功率输出能力，延长蓄 电池使用寿命，显著改善直流供电系统的暂稳态性能和降低蓄电池组的设计容量。
本发明提出的一种混合储能直流供电系统如附图1所示，由六个部分组成，分别 是交流电源、电源隔离变压器、单桥不控整流器、蓄电池组、超级电容储能环节、供 电负载。
交流电源的两端连接到电源隔离变压器的原边绕组两端，电源隔离变压器的副边 绕组两端分别连接到由二极管Dl、 D2、 D3和D4构成的单相整流器3的交流输入端 上。Dl的阳极和D2的阴极连接构成单相整流器的一个输入端，D3的阳极和D4的阴 极连接构成单相整流器的另一个输入端。Dl的阴极和D3的阴极连接在一起构成单相 整流器的输出正极母线，D2的阳极和D4的阳极连接在一起构成单相整流器的输出负 极母线。蓄电池组E正极和电感L的一端相连，蓄电池组E的负极连接到单相整流器 的输出负极母线，电感L的另一端连接到单相整流器3的输出正极母线。超级电容C 的正极和电阻R的一端相连，超级电容C的负极连接到单相整流器的输出负极母线， 电阻R的另一端连接到单相整流器的输出正极母线。二极管D5的阳极连接到超级电 容的正极，阴极连接到单相整流器的输出正极母线。二极管D6的阴极连接到超级电容 的正极，阳极连接到单相整流器的输出负极母线。供电负载并联在单相整流器的输出 正、负极母线之间。本发明的工作原理见图l。
本发明的优点在于充分发挥了超级电容器功率密度大、寿命长、对环境条件要 求低的优点，和蓄电池能力密度大的特点相结合，能够有效提高直流供电系统的功率 输出能力，延长蓄电池使用寿命，显著改善直流供电系统的暂稳态性能和降低蓄电池 组的设计容量。
图l为本发明的电路图。其中，交流电源l,电源隔离变压器2，单桥不控整流器 3，蓄电池组4，超级电容储能环节5、供电负载6。
具体实施例方式
本发明提出的一种混合储能直流供电系统电路如附图1所示，由六个部分组成， 分别是交流电源l，电源隔离变压器2，单桥不控整流器3，蓄电池组4，超级电容储 能环节5和供电负载6。
交流电源1的两端连接到电源隔离变压器2的原边绕组两端，电源隔离变压器2 的副边绕组两端分别连接到由二极管D1、 D2、 D3和D4构成的单相整流器3的交流 输入端上。Dl的阳极和D2的阴极连接构成单相整流器3的一个输入端，D3的阳极和 D4的阴极连接构成单相整流器3的另一个输入端。Dl的阴极和D3的阴极连接在一起 构成单相整流器3的输出正极母线，D2的阳极和D4的阳极连接在一起构成单相整流 器3的输出负极母线。蓄电池组E正极和电感L的一端相连，蓄电池组E的负极连接 到单相整流器3的输出负极母线，电感L的另一端连接到单相整流器3的输出正极母 线。超级电容C的正极和电阻R的一端相连，超级电容C的负极连接到单相整流器3 的输出负极母线，电阻R的另一端连接到单相整流器3的输出正极母线。二极管D5 的阳极连接到超级电容的正极，阴极连接到单相整流器3的输出正极母线。二极管D6 的阴极连接到超级电容的正极，阳极连接到单相整流器3的输出负极母线。供电负载6 并联在单相整流器3的输出正、负极母线之间。
本发明提出的一种混合储能直流供电系统的工作原理为-
交流电源1通过电源隔离变压器2和单相不控整流器3，得到直流电源。直流电源 分别对并联在直流电源正负两极间的蓄电池组4、超级电容储能环节5进行充电，并同 时对接在直流电源两极间的负荷6供电。单相不控整流器3输出的直流电源通过电感L 对蓄电池组E充电，通过电阻R对超级电容C充电。当市电交流电源出现故障或其他 电能质量问题，不能继续正常供电时，超级电容C通过放电二极管D5对负荷Load进 行快速供电，当超级电容C因放电电压下降后，放电二极管D5阻断，由蓄电池组E 通过电感L继续对负荷进行供电。二极管D5和D6串联后并联在单相不控整流器3的 正负极间，在单相整流器3的直流供电线路较长或安装了直流平波电抗器时保护蓄电 池组不出现反相充电，二极管D6并联在超级电容C两端，保护超级电容C不出现反 相充电。
权利要求
1、一种混合储能直流供电系统，其特征在于由交流电源(1)，电源隔离变压器(2)，单桥不控整流器(3)，蓄电池组(4)，超级电容储能环节(5)和供电负载(6)组成；交流电源(1)的两端连接到电源隔离变压器(2)的原边绕组两端，电源隔离变压器(2)的副边绕组两端分别连接到由二极管D1、D2、D3和D4构成的单相整流器(3)的交流输入端上；D1的阳极和D2的阴极连接构成单相整流器(3)的一个输入端，D3的阳极和D4的阴极连接构成单相整流器(3)的另一个输入端；D1的阴极和D3的阴极连接在一起构成单相整流器(3)的输出正极母线，D2的阳极和D4的阳极连接在一起构成单相整流器(3)的输出负极母线；蓄电池组E正极和电感L的一端相连，蓄电池组E的负极连接到单相整流器(3)的输出负极母线，电感L的另一端连接到单相整流器(3)的输出正极母线；超级电容C的正极和电阻R的一端相连，超级电容C的负极连接到单相整流器(3)的输出负极母线，电阻R的另一端连接到单相整流器(3)的输出正极母线；二极管D5的阳极连接到超级电容的正极，阴极连接到单相整流器(3)的输出正极母线；二极管D6的阴极连接到超级电容的正极，阳极连接到单相整流器(3)的输出负极母线；供电负载(6)并联在单相整流器(3)的输出正、负极母线之间。
全文摘要
一种混合储能直流供电系统，属于电源技术领域。由电交流电源(1)，电源隔离变压器(2)，单桥不控整流器(3)，蓄电池组(4)，超级电容储能环节(5)和供电负载(6)六部分组成。通过市电整流、蓄电池组和超级电容器相互配合构成混合储能直流供电系统。本发明的优点在于充分发挥了超级电容器功率密度大、寿命长、对环境条件要求低的优点，和蓄电池能力密度大的特点相结合，能够有效提高直流供电系统的功率输出能力，延长蓄电池使用寿命，显著改善直流供电系统的暂稳态性能和降低蓄电池组的设计容量。
文档编号H02J15/00GK101594063SQ200910087528
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者尹忠东 申请人:华北电力大学