專利名稱：一種混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
直流供電電源廣泛用于控制、保護(hù)和通信裝置的操作電源，它直接關(guān)系到用電設(shè) 備和系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。目前直流電源采用的交流電整流后配置蓄電池儲(chǔ)能的技術(shù) 方案存在許多固有缺陷，如蓄電池使用壽命短，長(zhǎng)期使用內(nèi)阻增大導(dǎo)致蓄電池容量下 降，在市電出現(xiàn)供電質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，直流電源系統(tǒng)輸出能力顯著下降。
同時(shí)，考慮到蓄電池功率密度的限制，為了保證沖擊性功率的需求要配置較高的 蓄電池容量裕度，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的投資成本過(guò)高，經(jīng)濟(jì)性差。
本發(fā)明提供了一種混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)，它由交流電源、隔離變壓器、蓄電池 組、超級(jí)電容器和供電負(fù)載構(gòu)成。本發(fā)明充分發(fā)揮了超級(jí)電容器功率密度大、壽命長(zhǎng)、 對(duì)環(huán)境條件要求低的優(yōu)點(diǎn)，和蓄電池能力密度大的特點(diǎn)相結(jié)合，能夠有效提高直流供 電系統(tǒng)的功率輸出能力，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，顯著改善直流供電系統(tǒng)的暫穩(wěn)態(tài)性能 和降低蓄電池組的設(shè)計(jì)容量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)，用于控制、保護(hù)和通信裝置 的操作電源。它由交流電源、隔離變壓器、蓄電池組、超級(jí)電容器和供電負(fù)載構(gòu)成。 本發(fā)明充分發(fā)揮了超級(jí)電容器功率密度大、壽命長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境條件要求低的優(yōu)點(diǎn)，和蓄 電池能力密度大的特點(diǎn)相結(jié)合，能夠有效提高直流供電系統(tǒng)的功率輸出能力，延長(zhǎng)蓄 電池使用壽命，顯著改善直流供電系統(tǒng)的暫穩(wěn)態(tài)性能和降低蓄電池組的設(shè)計(jì)容量。
本發(fā)明提出的一種混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)如附圖1所示，由六個(gè)部分組成，分別 是交流電源、電源隔離變壓器、單橋不控整流器、蓄電池組、超級(jí)電容儲(chǔ)能環(huán)節(jié)、供 電負(fù)載。
交流電源的兩端連接到電源隔離變壓器的原邊繞組兩端，電源隔離變壓器的副邊 繞組兩端分別連接到由二極管Dl、 D2、 D3和D4構(gòu)成的單相整流器3的交流輸入端 上。Dl的陽(yáng)極和D2的陰極連接構(gòu)成單相整流器的一個(gè)輸入端，D3的陽(yáng)極和D4的陰 極連接構(gòu)成單相整流器的另一個(gè)輸入端。Dl的陰極和D3的陰極連接在一起構(gòu)成單相 整流器的輸出正極母線，D2的陽(yáng)極和D4的陽(yáng)極連接在一起構(gòu)成單相整流器的輸出負(fù) 極母線。蓄電池組E正極和電感L的一端相連，蓄電池組E的負(fù)極連接到單相整流器 的輸出負(fù)極母線，電感L的另一端連接到單相整流器3的輸出正極母線。超級(jí)電容C 的正極和電阻R的一端相連，超級(jí)電容C的負(fù)極連接到單相整流器的輸出負(fù)極母線， 電阻R的另一端連接到單相整流器的輸出正極母線。二極管D5的陽(yáng)極連接到超級(jí)電 容的正極，陰極連接到單相整流器的輸出正極母線。二極管D6的陰極連接到超級(jí)電容 的正極，陽(yáng)極連接到單相整流器的輸出負(fù)極母線。供電負(fù)載并聯(lián)在單相整流器的輸出 正、負(fù)極母線之間。本發(fā)明的工作原理見(jiàn)圖l。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于充分發(fā)揮了超級(jí)電容器功率密度大、壽命長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境條件要 求低的優(yōu)點(diǎn)，和蓄電池能力密度大的特點(diǎn)相結(jié)合，能夠有效提高直流供電系統(tǒng)的功率 輸出能力，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，顯著改善直流供電系統(tǒng)的暫穩(wěn)態(tài)性能和降低蓄電池 組的設(shè)計(jì)容量。


圖l為本發(fā)明的電路圖。其中，交流電源l,電源隔離變壓器2，單橋不控整流器 3，蓄電池組4，超級(jí)電容儲(chǔ)能環(huán)節(jié)5、供電負(fù)載6。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的一種混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)電路如附圖1所示，由六個(gè)部分組成， 分別是交流電源l，電源隔離變壓器2，單橋不控整流器3，蓄電池組4，超級(jí)電容儲(chǔ) 能環(huán)節(jié)5和供電負(fù)載6。
交流電源1的兩端連接到電源隔離變壓器2的原邊繞組兩端，電源隔離變壓器2 的副邊繞組兩端分別連接到由二極管D1、 D2、 D3和D4構(gòu)成的單相整流器3的交流 輸入端上。Dl的陽(yáng)極和D2的陰極連接構(gòu)成單相整流器3的一個(gè)輸入端，D3的陽(yáng)極和 D4的陰極連接構(gòu)成單相整流器3的另一個(gè)輸入端。Dl的陰極和D3的陰極連接在一起 構(gòu)成單相整流器3的輸出正極母線，D2的陽(yáng)極和D4的陽(yáng)極連接在一起構(gòu)成單相整流 器3的輸出負(fù)極母線。蓄電池組E正極和電感L的一端相連，蓄電池組E的負(fù)極連接 到單相整流器3的輸出負(fù)極母線，電感L的另一端連接到單相整流器3的輸出正極母 線。超級(jí)電容C的正極和電阻R的一端相連，超級(jí)電容C的負(fù)極連接到單相整流器3 的輸出負(fù)極母線，電阻R的另一端連接到單相整流器3的輸出正極母線。二極管D5 的陽(yáng)極連接到超級(jí)電容的正極，陰極連接到單相整流器3的輸出正極母線。二極管D6 的陰極連接到超級(jí)電容的正極，陽(yáng)極連接到單相整流器3的輸出負(fù)極母線。供電負(fù)載6 并聯(lián)在單相整流器3的輸出正、負(fù)極母線之間。
本發(fā)明提出的一種混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)的工作原理為-
交流電源1通過(guò)電源隔離變壓器2和單相不控整流器3，得到直流電源。直流電源 分別對(duì)并聯(lián)在直流電源正負(fù)兩極間的蓄電池組4、超級(jí)電容儲(chǔ)能環(huán)節(jié)5進(jìn)行充電，并同 時(shí)對(duì)接在直流電源兩極間的負(fù)荷6供電。單相不控整流器3輸出的直流電源通過(guò)電感L 對(duì)蓄電池組E充電，通過(guò)電阻R對(duì)超級(jí)電容C充電。當(dāng)市電交流電源出現(xiàn)故障或其他 電能質(zhì)量問(wèn)題，不能繼續(xù)正常供電時(shí)，超級(jí)電容C通過(guò)放電二極管D5對(duì)負(fù)荷Load進(jìn) 行快速供電，當(dāng)超級(jí)電容C因放電電壓下降后，放電二極管D5阻斷，由蓄電池組E 通過(guò)電感L繼續(xù)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行供電。二極管D5和D6串聯(lián)后并聯(lián)在單相不控整流器3的 正負(fù)極間，在單相整流器3的直流供電線路較長(zhǎng)或安裝了直流平波電抗器時(shí)保護(hù)蓄電 池組不出現(xiàn)反相充電，二極管D6并聯(lián)在超級(jí)電容C兩端，保護(hù)超級(jí)電容C不出現(xiàn)反 相充電。
權(quán)利要求
1、一種混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)，其特征在于由交流電源(1)，電源隔離變壓器(2)，單橋不控整流器(3)，蓄電池組(4)，超級(jí)電容儲(chǔ)能環(huán)節(jié)(5)和供電負(fù)載(6)組成；交流電源(1)的兩端連接到電源隔離變壓器(2)的原邊繞組兩端，電源隔離變壓器(2)的副邊繞組兩端分別連接到由二極管D1、D2、D3和D4構(gòu)成的單相整流器(3)的交流輸入端上；D1的陽(yáng)極和D2的陰極連接構(gòu)成單相整流器(3)的一個(gè)輸入端，D3的陽(yáng)極和D4的陰極連接構(gòu)成單相整流器(3)的另一個(gè)輸入端；D1的陰極和D3的陰極連接在一起構(gòu)成單相整流器(3)的輸出正極母線，D2的陽(yáng)極和D4的陽(yáng)極連接在一起構(gòu)成單相整流器(3)的輸出負(fù)極母線；蓄電池組E正極和電感L的一端相連，蓄電池組E的負(fù)極連接到單相整流器(3)的輸出負(fù)極母線，電感L的另一端連接到單相整流器(3)的輸出正極母線；超級(jí)電容C的正極和電阻R的一端相連，超級(jí)電容C的負(fù)極連接到單相整流器(3)的輸出負(fù)極母線，電阻R的另一端連接到單相整流器(3)的輸出正極母線；二極管D5的陽(yáng)極連接到超級(jí)電容的正極，陰極連接到單相整流器(3)的輸出正極母線；二極管D6的陰極連接到超級(jí)電容的正極，陽(yáng)極連接到單相整流器(3)的輸出負(fù)極母線；供電負(fù)載(6)并聯(lián)在單相整流器(3)的輸出正、負(fù)極母線之間。
全文摘要
一種混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)，屬于電源技術(shù)領(lǐng)域。由電交流電源(1)，電源隔離變壓器(2)，單橋不控整流器(3)，蓄電池組(4)，超級(jí)電容儲(chǔ)能環(huán)節(jié)(5)和供電負(fù)載(6)六部分組成。通過(guò)市電整流、蓄電池組和超級(jí)電容器相互配合構(gòu)成混合儲(chǔ)能直流供電系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于充分發(fā)揮了超級(jí)電容器功率密度大、壽命長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境條件要求低的優(yōu)點(diǎn)，和蓄電池能力密度大的特點(diǎn)相結(jié)合，能夠有效提高直流供電系統(tǒng)的功率輸出能力，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，顯著改善直流供電系統(tǒng)的暫穩(wěn)態(tài)性能和降低蓄電池組的設(shè)計(jì)容量。
文檔編號(hào)H02J15/00GK101594063SQ200910087528
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者尹忠東 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)