一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置制造方法及图纸

一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，其特征在于它包括功率单元、汇流箱、交流双向晶闸管模块、旁路开关和控制器；其工作方法包括装置启动、电流源工作、电压源工作三个阶段；其优越性：1、使用了可快速关断晶闸管技术，不但具有极快的响应速度、待机效率高、工作稳定，而且结构简单，有效地节约了产品成本，便于维护，易于操作，性价比较高；2、通过多个功率单元并联，可以进一步扩大装置容量，实现装置的大容量配置；3、同时具备电力削峰填谷功能和不间断电源功能，这样不仅为企业节省用电成本，同时提高企业经济效益。

【技术实现步骤摘要】
(一)
：本专利技术涉及一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，属于电力设备
(二)
技术介绍
：电厂通常为全天候持续发电，如果所发出的电无法被及时消纳，用于发电的能源利用率则会降低，特别对新能源发电。一个发电厂发电能力通常是相对固定的，然而用电高峰通常在白天，这样就造成白天电不够用的现象，晚上则成为用电低谷，造成发电能源利用率降低，针对该问题电力系统通过峰谷分时电价手段将一部分高峰负荷挪到低谷期，以达到节约能源的目的。峰谷分时电价是指根据电网的负荷变化情况，将每天24小时划分为高峰、平段、低谷等多个时段，对各时段分别制定不同的电价水平，以鼓励用电客户合理安排用电时间，削峰填谷，提高电力资源的利用效率。然而很多企业生产时间相对固定，因此通过储能方式实现削峰填谷已经被越来越多企业采用。尤其随着蓄电池和电力电子技术的发展，基于蓄电池大容量削峰填谷模式已经得到广泛应用。对于对供电可靠性要求较高的高端制造业，相应的解决方案主要为重要敏感负荷配置不间断电源(UPS)，在线式UPS在线损耗较大且成本较高，后备式UPS响应速度较慢无法满足敏感负荷的要求，同时不间断电源也是基于蓄电池储能实现，从而导致削峰填谷储能装置与不间断电源储能装置重复使用，大大增加了生产投资，降低了企业用电效率。(三)
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提出一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，它可以克服现有技术的不足，通过将供电系统与负荷之间串入双向晶闸管模块，不但可以通过蓄电池储能实现基于峰谷电价的削峰填谷功能，而且可以实现不间断电源的功能；通过削峰填谷功能可以为企业大量节省用电成本，通过不间断电源功能可以减少企业不间断电源用量，提高企业经济效益。本专利技术的技术方案：一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，包括负荷M、电压互感器CT1、电流互感器PT1、电压互感器CT2和电流互感器PT2，其特征在于它包括功率单元、汇流箱、交流双向晶闸管模块、旁路开关和控制器；其中，所述功率单元的高压侧与汇流箱的逆变器侧连接；所述汇流箱的电网侧并联在交流双向晶闸管模块的输出端MA与电网中的负荷M之间；所述的交流双向晶闸管模块的输入端分别与电网交流电源A相、B相和C相连接；所述交流双向晶闸管模块的输出端与负荷M相连；所述旁路开关并联在交流双向晶闸管模块两端；所述控制器的输入端接收电压互感器CT1、电流互感器PT1、电压互感器CT2、电流互感器PT2的电压电流信号，其输出端与功率单元的输入端连接。所述功率单元是由相互并联的N个功率模块并联，N为大于等于1的正整数；所述N个功率模块具有相同的结构，都是由蓄电池组、直流开关缓冲电路、三相逆变器模块和变压器构成；其中，所述蓄电池组并联在三相逆变器模块的直流侧两端；所述直流开关缓冲电路串联在蓄电池组与三相逆变器模块直流侧之间，其输入端接收控制器的输出信号；所述三相逆变器模块的交流输出端与变压器的低压侧连接；所述变压器的高压侧通过汇流箱与电网连接；所述N个功率模块之间呈并联连接方式。所述直流开关缓冲电路是由电阻R、开关S1、开关S2组成，其中所述电阻R与开关S1相互串联；所述开关S2与由电阻R和开关S1构成的串联支路并联。直流开关缓冲电路串联在三相逆变器直流侧与蓄电池组之间。所述汇流箱采用母线结构，其逆变器侧可接入至少一个三相逆变器模块，以实现三相逆变器模块的交流侧并联连接。所述交流双向晶闸管模块由三个双向晶闸管组成；其特征在于所述交流双向晶闸管模块由三个双向晶闸管子模块组成；所述三个双向晶闸管子模块分别独立接到三相交流系统A、B、C三相；每个双向晶闸管子模块可以由不少于一个的双向晶闸管以串并联方式组合构成。所述蓄电池组是由不少于1个的蓄电池单体以串并联的形式组成。所述三相逆变器模块可为三相桥逆变器结构、三电平逆变器结构或三个单相逆变器结构中的一种与LCL滤波器组成。所述变压器为三相变压器，低压侧通常为400V，高压侧通常为6kV或10kV。一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：(1)装置启动阶段：①功率单元中的蓄电池组通过直流开关缓冲电路向三相逆变器模块直流侧充电，此时直流开关缓冲电路中的开关S1闭合，开关S2断开；②当蓄电池的电压等于三相逆变器模块的直流侧电压时，此时开关S2闭合，开关S1断开；③功率单元中的直流缓冲电路的两个开关通过控制器输出信号K1控制；功率单元2中的直流缓冲电路的两个开关则通过控制器输出信号K2控制；(2)装置电流源工作阶段：①控制器输出SCR触发信号，使得交流双向晶闸管模块触发导通；②当系统AC电源正常时，系统AC电源通过交流双向晶闸管向负荷M供电，如果当前电价处于低谷，则三相逆变器模块工作在可控整流模式下，为蓄电池组充电；如果当前电价处于峰值时，则三相逆变器模块工作在逆变模式下，将释放蓄电池组存储能量，为负荷提供能量，减少系统电源AC用电量；③此时三相逆变器模块工作在电流源模式下，则控制器通过电流互感器CT1和电流互感器CT2采集每个三相逆变器模块的输出电流，实现逆变器电流跟踪控制，同时抑制功率单元之间环流的产生；(3)装置电压源工作阶段：①当系统AC电源发生电压故障时，控制器通过电压互感器PT1检测判断出电压故障后，三相逆变器模块通过反压脉冲方法或负荷电流转移方法实现双向晶闸管的有效关断，其工作状态由电流源模式切换到电压源模式；②控制器通过电压互感器PT2和电压互感器PT3实现逆变器模块输出电压的闭环控制，控制器通过电电流互感器CT1和电流互感器CT2实现多个功率模块的环流抑制；③蓄电池组通过三相逆变器模块的直流侧为三相逆变器模块的交流输出提供能量，三相逆变器模块作为电压源以维持负荷M的正常工作；④当系统电源AC恢复正常后，三相逆变器模块则退出电压源工作模式并再次启动电流源工作模式，交流双向晶闸管模块被导通以维持负荷的正常工作；旁路开关可以在交流双向晶闸管模块故障后闭合确保负荷供电连续性。本专利技术的优越性：1、使用了可快速关断晶闸管技术，不但具有极快的响应速度、待机效率高、工作稳定，而且结构简单，有效地节约了产品成本，便于维护，易于操作，性价比较高；2、通过多个功率单元并联，可以进一步扩大装置容量，实现装置的大容量配置；3、同时具备电力削峰填谷功能和不间断电源功能，这样不仅为企业节省用电成本，同时提高企业经济效益。(四)附图说明：图1为本专利技术所涉一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置的电路结构示意图。图2为本专利技术所涉一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置中直流开关缓冲电路的电路结构示意图。图3为本专利技术所涉一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置中中汇流箱的电气原理示意图。图4为本专利技术所涉一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置中的晶闸管模块串并联原理图(其中，图4-a为晶闸管串联原理图，图4-b为晶闸管先并联后串联原理图)。图5为本专利技术所涉一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置中蓄电池组的组模方式示意图。(五)具体实施方式：实施例：一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置(见图1)，包括负荷M、电压互感器CT1、电流互感器PT1、电压互感器CT2和电流互感器PT2，其特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，包括负荷M、电压互感器CT1、电流互感器PT1、电压互感器CT2和电流互感器PT2，其特征在于它包括功率单元、汇流箱、交流双向晶闸管模块、旁路开关和控制器；其中，所述功率单元的高压侧与汇流箱的逆变器侧连接；所述汇流箱的电网侧并联在交流双向晶闸管模块的输出端MA与电网中的负荷M之间；所述的交流双向晶闸管模块的输入端分别与电网交流电源A相、B相和C相连接；所述交流双向晶闸管模块的输出端与负荷M相连；所述旁路开关并联在交流双向晶闸管模块两端；所述控制器的输入端接收电压互感器CT1、电流互感器PT1、电压互感器CT2、电流互感器PT2的电压电流信号，其输出端与功率单元的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，包括负荷M、电压互感器CT1、电流互感器PT1、电压互感器CT2和电流互感器PT2，其特征在于它包括功率单元、汇流箱、交流双向晶闸管模块、旁路开关和控制器；其中，所述功率单元的高压侧与汇流箱的逆变器侧连接；所述汇流箱的电网侧并联在交流双向晶闸管模块的输出端MA与电网中的负荷M之间；所述的交流双向晶闸管模块的输入端分别与电网交流电源A相、B相和C相连接；所述交流双向晶闸管模块的输出端与负荷M相连；所述旁路开关并联在交流双向晶闸管模块两端；所述控制器的输入端接收电压互感器CT1、电流互感器PT1、电压互感器CT2、电流互感器PT2的电压电流信号，其输出端与功率单元的输入端连接。2.根据权利要求1所述一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，其特征在于所述功率单元是由相互并联的N个功率模块并联，N为大于等于1的正整数；所述N个功率模块具有相同的结构，都是由蓄电池组、直流开关缓冲电路、三相逆变器模块和变压器构成；其中，所述蓄电池组并联在三相逆变器模块的直流侧两端；所述直流开关缓冲电路串联在蓄电池组与三相逆变器模块直流侧之间，其输入端接收控制器的输出信号；所述三相逆变器模块的交流输出端与变压器的低压侧连接；所述变压器的高压侧通过汇流箱与电网连接；所述N个功率模块之间呈并联连接方式。3.根据权利要求1所述一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，其特征在于所述直流开关缓冲电路是由电阻R、开关S1、开关S2组成，其中所述电阻R与开关S1相互串联；所述开关S2与由电阻R和开关S1构成的串联支路并联；直流开关缓冲电路串联在三相逆变器直流侧与蓄电池组之间。4.根据权利要求1所述一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，其特征在于所述汇流箱采用母线结构，其逆变器侧可接入至少一个三相逆变器模块，以实现三相逆变器模块的交流侧并联连接。5.根据权利要求1所述一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，所述交流双向晶闸管模块由三个双向晶闸管组成；其特征在于所述交流双向晶闸管模块由三个双向晶闸管子模块组成；所述三个双向晶闸管子模块分别独立接到三相交流系统A、B、C三相；每个双向晶闸管子模块可以由不少于一个的双向晶闸管以串并联方式组合构成。6.根据权利要求2所述一种具有不间断电源功能的多并联电力削峰填谷装置，其特征在于所述蓄电池组是由不少于1个的蓄电...

【专利技术属性】
技术研发人员：任磊，杜明星，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津;12