一种交直流混合的不间断供电系统的制作方法

1.本发明涉及供电系统技术领域，更具体地，涉及一种交直流混合的不间断供电系统。


背景技术：

2.数据中心是支撑关键数字服务的基础设施，因而对于数据中心的供电系统来说，要同时保证供电系统的高可靠性和低成本。目前，it设备通常都采用双电源输入。为了保证数据中心供电系统运营的高可靠，一种方法是将市电通过配置两台不间断电源ups实现对双电源负载的不间断供电，但这种系统的运营成本很高；另一种方法是采用第一路市电直供和一路高压直流供电的供电系统对双电源负载供电，这种虽然能够提高系统能效，节省运营成本，但无法保证不间断供电，无法满足高可靠性的要求。
3.2019年7月17日公开的中国专利cn210183090u提供了一种不间断供电电路及不间断供电装置，所述用于为负载持续不间断供电的不间断供电电路包括：主供电电路，输出供电电压；输出电路，所述输出电路用于接收所述主供电电路输出的供电电压以为负载进行供电；电源模块；开关控制电路；开关，所述电源模块通过所述开关与所述输出电路连接，所述开关的受控端与所述开关控制电路的控制端连接；所述开关控制电路，还用于在所述电源模块的输出电压大于所述输出电路的输出电压时，控制所述电源模块为输出电路供电；在所述电源模块的输出电压小于所述输出电路的输出电压时，控制所述电源模块停止供电。该专利可以实现对负载单一类型电流的不间断供电，但无法实现对双电源负载交、直流均不间断供电。


技术实现要素：

4.本发明为克服上述现有技术无法保证对双电源负载交、直流均不间断供电的缺陷，提供一种交直流混合的不间断供电系统。
5.本发明的技术方案如下：
6.本发明提供一种交直流混合的不间断供电系统，所述系统包括市电供电装置、直流供电装置、交流供电装置和直/交流转换装置；
7.所述市电供电装置输出第一路市电和第二路市电，所述第一路市电和第二路市电互备；
8.所述直流供电装置与所述市电供电装置连接，用于将所述市电供电装置输出的第一路市电转换为直流电，储存所述直流电的同时将所述直流电输送至双电源负载以对双电源负载进行供电；
9.所述交流供电装置与所述市电供电装置连接，用于将所述市电供电装置输出的第二路市电稳压后输送至双电源负载以对双电源负载进行供电；
10.所述直/交流转换装置与所述直流供电装置连接，用于将所述直流供电装置转换的直流电再转换为交流电，并将转换所得的交流电输送至所述交流供电装置；
11.若所述市电供电装置输出第一路市电和第二路市电均正常时，所述直流供电装置将第一路市电转换为直流电输送至双电源负载；同时所述交流供电装置将第二路市电输送至双电源负载；
12.若所述市电供电装置输出的任意第一路市电出现故障时，则将未故障的另第一路市电同时输送至直流供电装置和交流供电装置，经直流供电装置和交流供电装置输送至双电源负载；
13.若所述市电供电装置输出的第一路市电和第二路市电均出现故障时，所述直流供电装置将储存的直流电同时输送至双电源负载和直/交流转换装置，所述直/交流转换装置将接收到的直流电转换为交流电输送至所述交流供电装置，经交流供电装置输送至双电源负载。
14.优选地，所述市电供电装置包括第一变压器、第一配电单元、母线联络开关、第二变压器和第二配电单元；
15.所述第一变压器的输出端通过第一配电单元与所述直流供电装置连接；
16.所述第二变压器的输出端通过第二配电单元与所述交流供电装置连接；
17.所述母线联络开关连接所述第一变压器的输出端和所述第二变压器的输出端，作用是使第一路市电和第二路市电互备。
18.优选地，所述直流供电装置包括交/直流转换单元、电池组和直流配电单元；
19.所述交/直流转换单元的输入端与所述第一配电单元连接，输出端与所述直流配电单元的输入端连接，直流配电单元的输出端与双电源负载的直流输入侧连接；
20.所述交/直流转换单元的输出端还与所述直/交流转换装置连接；
21.所述电池组设置于所述交/直流转换单元与所述直流配电单元之间。
22.优选地，所述交流供电装置包括静态开关、电感器和交流配电单元；静态开关作用是隔离输入的电气故障，电感器作用是对第二市电进行稳压；
23.所述静态开关的一端与第二配电单元连接，静态开关的另一端与电感器的一端连接，电感器的另一端与交流配电单元的输入端连接，交流配电单元的输出端与双电源负载的交流输入侧连接；
24.所述静态开关的另一端还与直/交流转换装置连接。
25.优选地，所述直/交流转换装置包括维护开关和直/交流转换单元；所述维护开关为常闭开关，在所述直/交流转换单元需要维护时断开；
26.所述维护开关的一端与交/直流转换单元的输出端连接，维护开关的另一端与直/交流转换单元的输入端连接，直/交流转换单元的输出端与静态开关的另一端连接。
27.优选地，所述交/直流转换单元为整流器；所述直/交流转换单元为逆变器。
28.优选地，所述母线联络开关在第一变压器和第二变压器均正常输出时处于断开状态；所述母线联络开关在第一变压器或第二变压器无输出时闭合。
29.优选地，所述静态开关在所述第二配电单元输出正常时处于闭合状态；所述静态开关在所述第二配电单元无输出时断开。
30.优选地，所述逆变器在所述静态开关闭合时处于断开状态；所述逆变器在所述静态开关断开时启动。
31.优选地，所述电池组在所述整流器输出正常时处于充电状态；所述电池组在所述
整流器无输出时转换为放电状态，输出直流电至所述直流配电单元的输入端和所述维护开关的一端。
32.与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
33.本发明提供的一种交直流混合的不间断供电系统，包括市电供电装置、直流供电装置、交流供电装置和直/交流转换装置。当市电供电装置输出第一路市电和第二路市电均正常时，直流供电装置将第一路市电转换为直流电输送至双电源负载，同时交流供电装置将第二路市电输送至双电源负载；当市电供电装置输出的任意一路市电出现故障时，则将未故障的另一路市电同时输送至直流供电装置和交流供电装置，经直流供电装置和交流供电装置输送至双电源负载；当市电供电装置输出的第一路市电和第二路市电均出现故障时，直流供电装置将储存的直流电同时输送至双电源负载和直/交流转换装置，直/交流转换装置将接收到的直流电转换为交流电输送至交流供电装置，经交流供电装置输送至双电源负载。本发明可以实现对双电源负载的交直流均不间断供电。
附图说明
34.图1为实施例1所述的一种交直流混合的不间断供电系统的结构示意图；
35.图2为实施例2所述的一种交直流混合的不间断供电系统的结构示意图；
36.图中：1-市电供电装置，2-直流供电装置，3-交流供电装置，4-直/交流转换装置，10-第一变压器，11-第一配电单元，12-母线联络开关，13-第二变压器，14-第二配电单元，20-交/直流转换单元，21-电池组，22-直流配电单元，30-静态开关，31-电感器，32-交流配电单元，40-维护开关，41-直/交流转换单元。
具体实施方式
37.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
38.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
39.对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
40.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
41.实施例1
42.本实施例提供一种交直流混合的不间断供电系统，如图1所示，所述系统包括市电供电装置1、直流供电装置2、交流供电装置3和直/交流转换装置4；
43.所述市电供电装置1输出第一路市电和第二路市电，所述第一路市电和第二路市电互备；
44.所述直流供电装置2与所述市电供电装置1连接，用于将所述市电供电装置1输出的第一路市电转换为直流电，并将转化所得的直流电输送至双电源负载以对双电源负载进行供电；
45.所述交流供电装置3与所述市电供电装置1连接，用于将所述市电供电装置1输出的第二路市电输送至双电源负载以对双电源负载进行供电；
46.所述直/交流转换装置4与所述直流供电装置2连接，用于将所述直流供电装置2转
换的直流电再转换为交流电，并将转换所得的交流电输送至所述交流供电装置3；
47.若所述市电供电装置1输出第一路市电和第二路市电均正常时，所述直流供电装置2将第一路市电转换为直流电输送至双电源负载；同时所述交流供电装置3将第二路市电输送至双电源负载；
48.若所述市电供电装置1输出的任意一路市电出现故障时，则将未故障的另一路市电同时输送至直流供电装置2和交流供电装置3，经直流供电装置2和交流供电装置3输送至双电源负载；
49.若所述市电供电装置1输出的第一路市电和第二路市电均出现故障时，所述直流供电装置2将储存的直流电同时输送至双电源负载和直/交流转换装置4，所述直/交流转换装置4将接收到的直流电转换为交流电输送至所述交流供电装置3，经交流供电装置3输送至双电源负载。
50.本实施例可以实现对双电源负载的交直流均支持不间断供电。
51.实施例2
52.本实施例提供一种交直流混合的不间断供电系统，如图2所示，所述系统包括市电供电装置1、直流供电装置2、交流供电装置3和直/交流转换装置4；
53.所述市电供电装置1输出第一路市电和第二路市电，所述第一路市电和第二路市电互备；
54.所述直流供电装置2与所述市电供电装置1连接，用于将所述市电供电装置1输出的第一路市电转换为直流电，并将转化所得的直流电输送至双电源负载以对双电源负载进行供电；
55.所述交流供电装置3与所述市电供电装置1连接，用于将所述市电供电装置1输出的第二路市电输送至双电源负载以对双电源负载进行供电；
56.所述直/交流转换装置4与所述直流供电装置2连接，用于将所述直流供电装置2转换的直流电再转换为交流电，并将转换所得的交流电输送至所述交流供电装置3。
57.所述市电供电装置1包括第一变压器10、第一配电单元11、母线联络开关12、第二变压器13和第二配电单元14；
58.所述第一变压器10的输出端通过第一配电单元11与所述直流供电装置2连接；
59.所述第二变压器13的输出端通过第二配电单元14与所述交流供电装置3连接；
60.所述母线联络开关12连接所述第一变压器10的输出端和所述第二变压器12的输出端，作用是使第一路市电和第二路市电互备。
61.所述直流供电装置2包括交/直流转换单元20、电池组21和直流配电单元22；
62.所述交/直流转换单元20的输入端与所述第一配电单元11连接，交/直流转换单元20的输出端与所述直流配电单元22的输入端连接，直流配电单元22的输出端与双电源负载的直流输入侧连接；
63.所述交/直流转换单元20的输出端还与所述直/交流转换装置4连接；
64.所述电池组21设置于所述交/直流转换单元20与所述直流配电单元22之间。
65.所述交流供电装置3包括静态开关30、电感器31和交流配电单元32；
66.所述静态开关30的一端与第二配电单元14连接，静态开关30的另一端与电感器31的一端连接，电感器31的另一端与交流配电单元32的输入端连接，交流配电单元32的输出
端与双电源负载的交流输入侧连接；
67.所述静态开关30的另一端还与直/交流转换装置4连接。
68.所述直/交流转换装置4包括维护开关40和直/交流转换单元41；所述维护开关40为常闭开关，在所述直/交流转换单元41需要维护时断开；
69.所述维护开关40的一端与交/直流转换单元20的输出端连接，维护开关40的另一端与直/交流转换单元41的输入端连接，直/交流转换单元41的输出端与静态开关30的另一端连接。
70.所述交/直流转换单元20为整流器；所述直/交流转换单元41为逆变器。
71.所述母线联络开关12在第一变压器10和第二变压器13均正常输出时处于断开状态；所述母线联络开关12在第一变压器10或第二变压器13无输出时闭合。
72.所述静态开关30在所述第二配电单元14输出正常时处于闭合状态；所述静态开关30在所述第二配电单元14无输出时断开。
73.所述逆变器在所述静态开关30闭合时处于断开状态；所述逆变器在所述静态开关30断开时启动。
74.所述电池组21在所述整流器输出正常时处于充电状态；所述电池组21在所述整流器无输出时转换为放电状态，输出直流电至所述直流配电单元22的输入端和所述维护开关40的一端。
75.在实际工作中：
76.正常模式下，母线联络开关12处于断开状态，静态开关30处于闭合状态，维护开关40处于闭合状态，电池组21处于充电状态，逆变器处于断开状态；第一路市电经第一变压器10、第一配电单元11、整流器、直流配电单元22至双电源负载的直流输入侧；第二路市电经第二变压器13、第二配电单元14、静态开关30、电感器31、交流配电单元32至双电源负载的交流输入侧。
77.故障模式包括以下情况：(1)任意一路市电输出故障；(2)第二配电单元14无输出，整流器有输出；(3)整流器无输出，第二配电单元14有输出；(4)整流器和第二配电单元14均无输出。
78.在情况(1)时，母线联络开关12闭合、静态开关30处于闭合状态、维护开关40处于闭合状态、电池组21处于充电状态，逆变器处于断开状态。以第一路市电故障为例，第二路市电经第二变压器13、母线联络开关12、第一配电单元11、整流器、直流配电单元22至双电源负载的直流输入侧；同时第二路市电经第二变压器13、第二配电单元14、静态开关30、电感器31、交流配电单元32至双电源负载的交流输入侧。
79.在情况(2)时，静态开关30断开、维护开关40处于闭合状态、电池组21处于充电状态，逆变器启动。第一路市电经第一变压器10或第二路市电经第二变压器13、第一配电单元11、整流器、直流配电单元22至双电源负载的直流输入侧；同时第一路市电经第一变压器10或第二路市电经第二变压器13、第一配电单元11、整流器、维护开关40、逆变器、电感器31、交流配电单元32至双电源负载的交流输入侧。
80.在情况(3)时，静态开关30处于闭合状态，维护开关40处于闭合状态，电池组21处于放电状态，逆变器处于断开状态。电池组21放出的直流电经直流配电单元22至双电源负载的直流输入侧；同时第二路市电经第二变压器13、第二配电单元14、静态开关30、电感器
31、交流配电单元32至双电源负载的交流输入侧。
81.在情况(4)时，静态开关30断开、维护开关40处于闭合状态、电池组21处于放电状态，逆变器启动。电池组21放出的直流电经直流配电单元22至双电源负载的直流输入侧；同时电池组21放出的直流电经维护开关40、逆变器、电感器31、交流配电单元32至双电源负载的交流输入侧。
82.本实施例提供的一种交直流混合的不间断供电系统可以实现在多种故障情况下对双电源负载的交直流均支持不间断供电。
83.相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
84.附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
85.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。