一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统技术方案

本实用新型专利技术属于多电源系统应用技术领域，涉及一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统。利用储能换流器单元系统在本身功率支撑范围内具备电压、频率、相位的调节能力，在并网运行时具有跟踪电网电源的电压和频率及相位的能力并保持与电网电源的一致，且储能换流器单元系统在电压源模式并网运行时，在电网电源故障断电时仍然不间断运行及供电的技术特性，采用双单元储能换流器受控重组的柔性系统构造，通过控制受控电力开关实现系统构造变化，解决了多电源无缝切换的交流直流交流的功能构造和供电电源直供储能换流器电压源并接运行的高效不间断供电的功能构造，在电网电源故障恢复供电或者备用电源具备接入供电时，实现受控投切无缝转换。

A seamless conversion system of dual power supply based on dual unit energy storage converter

【技术实现步骤摘要】
一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统
本技术属于多电源系统应用
，具体涉及一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统。
技术介绍
两种以上电源对负荷进行供电通常一供一备及一供多备，供电电源故障停止供电时采用供电电源断开后另一种备用电源再投入供电，产生有缝电源供电转换的过程，越来越多的负荷设备需要多电源无缝切换；特别是在需要双路供电的应用场景以及并网/离网微电网系统应用中，迫切需要实现多电源的无缝切换；众所周知的UPS不间断电源系统就是现有技术解决方案之一，但是现有技术UPS不间断电源系统存在明显的缺陷，如：电源供电始终通过交流转换为直流及直流转换为交流，产生大量电力损耗；电源转换是采用快速电子开关进行切换，需要儿毫秒至十几毫秒转换时间，不能满足高质量电力供电要求的设备的要求。业界熟知储能换流器单元系统在本身功率支撑范围内具备电压、频率、相位的调节能力，在并网运行时具有跟踪电网电源的电压和频率及相位的能力并保持与电网电源的一致；储能换流器单元系统在电压源模式并网运行时，遇到电网电源故障断电时仍然能够不间断运行及供电，但是当故障的电网电源恢复供电或者另外的备用电源接入并供电时，由于电压、频率、相位与正在运行供电的储能换流器单元系统当前电压、频率、相位往往不一致，会造成接入及供电系统瘫痪。
技术实现思路
为了解决双电源无缝转换技术难题，本技术提出一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统，主要包括：主供电电源、系统控制单元、第1储能换流器模块、第1储能蓄电池单元、第2储能换流器模块、第2储能蓄电池单元、用电负荷、备用电源、主供电开关、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关、用电负荷电力开关、备用电源供电电力开关、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关、电源供电电力线、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线、第1储能蓄电池单元直流电力线、第2储能蓄电池单元直流电力线、第1储能换流器模块交流电力线、第2储能换流器模块交流电力线、系统总线、用电负荷电力线、备用电源供电电力线，其中：主供电电源连接电源供电电力线并分别通过主供电开关、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关连接用电负荷电力线以及用电负荷电力线通过用电负荷电力开关连接用电负荷，构成主供电电源为用电负荷直接供电的电力路径；备用电源连接备用电源供电电力线及备用电源供电电力线通过备用电源供电电力开关连接电源供电电力线并经第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关连接用电负荷电力线再由用电负荷电力线通过用电负荷电力开关连接用电负荷，构成备用电源为用电负荷直接供电的电力路径；主供电电源连接电源供电电力线并顺次通过主供电开关、第1储能换流器模块交流电力线连接第1储能换流器模块，由第1储能换流器模块顺次经过第1储能蓄电池单元直流电力线、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关、第2储能蓄电池单元直流电力线连接第2储能换流器模块，再由第2储能换流器模块顺次连接第2储能换流器模块交流电力线、电源供电电力线、用电负荷电力线以及用电负荷电力线通过用电负荷电力开关连接用电负荷，构成主供电电源为用电负荷进行无缝切换不间断供电的电力路径；备用电源连接备用电源供电电力线及备用电源供电电力线通过备用电源供电电力开关连接电源供电电力线及电源供电电力线通过第1储能换流器模块交流电力线连接第1储能换流器模块，由第1储能换流器模块顺次经过第1储能蓄电池单元直流电力线、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关、第2储能蓄电池单元直流电力线连接第2储能换流器模块，再由第2储能换流器模块顺次连接第2储能换流器模块交流电力线、电源供电电力线、用电负荷电力线以及用电负荷电力线通过用电负荷电力开关连接用电负荷，构成备用电源为用电负荷进行无缝切换不间断供电的电力路径；第1储能蓄电池单元通过第1储能蓄电池单元直流电力线连接第1储能换流器模块，由第1储能换流器模块顺次连接第1储能换流器模块交流电力线、电源供电电力线、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关、用电负荷电力线以及用电负荷电力线通过用电负荷电力开关连接用电负荷，构成第1储能蓄电池单元为用电负荷进行不间断供电的电力路径；第2储能蓄电池单元通过第2储能蓄电池单元直流电力线连接第2储能换流器模块，由第2储能换流器模块顺次连接第2储能换流器模块交流电力线、电源供电电力线、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关、用电负荷电力线以及用电负荷电力线通过用电负荷电力开关连接用电负荷，构成第1储能蓄电池单元为用电负荷进行不间断供电的电力路径；系统控制单元通过系统总线分别连接第1储能换流器模块、第1储能蓄电池单元、第2储能换流器模块、第2储能蓄电池单元、备用电源、主供电开关、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关、用电负荷电力开关、备用电源供电电力开关、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关，构成基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统控制链路。所述一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统，其特征是第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关优选常开受控电力开关。一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统，利用储能换流器单元系统在本身功率支撑范围内具备电压、频率、相位的调节能力，在并网运行时具有跟踪电网电源的电压和频率及相位的能力并保持与电网电源的一致，且储能换流器单元系统在电压源模式并网运行时，遇到电网电源故障断电时仍然能够不间断运行及供电的技术特性，采用双单元储能换流器受控重组的柔性系统构造，通过控制受控电力开关实现系统构造变化，解决了多电源无缝切换的交流直流交流的功能构造和供电电源直供储能换流器电压源并接运行的高效不间断供电的功能构造，在电网电源故障修复恢复供电或者备用电源具备接入供电时，实现受控投切无缝转换。附图说明图1为一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统的构成原理示意图。具体实施方式作为实施例子，结合附图对一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统给予说明，但是，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。如图1所示，一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统，主要包括：主供电电源(1)、系统控制单元(2)、第1储能换流器模块(3)、第1储能蓄电池单元(4)、第2储能换流器模块(5)、第2储能蓄电池单元(6)、用电负荷(7)、备用电源(8)、主供电开关(10)、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)、用电负荷电力开关(13)、备用电源供电电力开关(14)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关(15)、电源供电电力线(20)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线(21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统，主要包括：主供电电源(1)、系统控制单元(2)、第1储能换流器模块(3)、第1储能蓄电池单元(4)、第2储能换流器模块(5)、第2储能蓄电池单元(6)、用电负荷(7)、备用电源(8)、主供电开关(10)、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)、用电负荷电力开关(13)、备用电源供电电力开关(14)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关(15)、电源供电电力线(20)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线(21)、第1储能蓄电池单元直流电力线(22)、第2储能蓄电池单元直流电力线(23)、第1储能换流器模块交流电力线(24)、第2储能换流器模块交流电力线(25)、系统总线(26)、用电负荷电力线(27)、备用电源供电电力线(28)，其中：/n主供电电源(1)连接电源供电电力线(20)并分别通过主供电开关(10)、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)连接用电负荷电力线(27)以及用电负荷电力线(27)通过用电负荷电力开关(13)连接用电负荷(7)，构成主供电电源(1)为用电负荷(7)直接供电的电力路径；/n备用电源(8)连接备用电源供电电力线(28)及备用电源供电电力线(28)通过备用电源供电电力开关(14)连接电源供电电力线(20)并经第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)连接用电负荷电力线(27)再由用电负荷电力线(27)通过用电负荷电力开关(13)连接用电负荷(7)，构成备用电源(8)为用电负荷(7)直接供电的电力路径；/n主供电电源(1)连接电源供电电力线(20)并顺次通过主供电开关(10)、第1储能换流器模块交流电力线(24)连接第1储能换流器模块(3)，由第1储能换流器模块(3)顺次经过第1储能蓄电池单元直流电力线(22)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线(21)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关(15)、第2储能蓄电池单元直流电力线(23)连接第2储能换流器模块(5)，再由第2储能换流器模块(5)顺次连接第2储能换流器模块交流电力线(25)、电源供电电力线(20)、用电负荷电力线(27)以及用电负荷电力线(27)通过用电负荷电力开关(13)连接用电负荷(7)，构成主供电电源(1)为用电负荷(7)进行无缝切换不间断供电的电力路径；/n备用电源(8)连接备用电源供电电力线(28)及备用电源供电电力线(28)通过备用电源供电电力开关(14)连接电源供电电力线(20)及电源供电电力线(20)通过第1储能换流器模块交流电力线(24)连接第1储能换流器模块(3)，由第1储能换流器模块(3)顺次经过第1储能蓄电池单元直流电力线(22)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线(21)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关(15)、第2储能蓄电池单元直流电力线(23)连接第2储能换流器模块(5)，再由第2储能换流器模块(5)顺次连接第2储能换流器模块交流电力线(25)、电源供电电力线(20)、用电负荷电力线(27)以及用电负荷电力线(27)通过用电负荷电力开关(13)连接用电负荷(7)，构成备用电源(8)为用电负荷(7)进行无缝切换不间断供电的电力路径；/n第1储能蓄电池单元(4)通过第1储能蓄电池单元直流电力线(22)连接第1储能换流器模块(3)，由第1储能换流器模块(3)顺次连接第1储能换流器模块交流电力线(24)、电源供电电力线(20)、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)、用电负荷电力线(27)以及用电负荷电力线(27)通过用电负荷电力开关(13)连接用电负荷(7)，构成第1储能蓄电池单元(4)为用电负荷(7)进行不间断供电的电力路径；/n第2储能蓄电池单元(6)通过第2储能蓄电池单元直流电力线(23)连接第2储能换流器模块(5)，由第2储能换流器模块(5)顺次连接第2储能换流器模块交流电力线(25)、电源供电电力线(20)、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)、用电负荷电力线(27)以及用电负荷电力线(27)通过用电负荷电力开关(13)连接用电负荷(7)，构成第1储能蓄电池单元(4)为用电负荷(7)进行不间断供电的电力路径；/n系统控制单元(2)通过系统总线(26)分别连接第1储能换流器模块(3)、第1储能蓄电池单元(4)、第2储能换流器模块(5)、第2储能蓄电池单元(6)、备用电源(8)、主供电开关(10)、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)、用电负荷电力开关(13)、备用电源供电电力开关(14)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关(15)，构成基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统控制链路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于双单元储能换流器的双电源无缝转换系统，主要包括：主供电电源(1)、系统控制单元(2)、第1储能换流器模块(3)、第1储能蓄电池单元(4)、第2储能换流器模块(5)、第2储能蓄电池单元(6)、用电负荷(7)、备用电源(8)、主供电开关(10)、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)、用电负荷电力开关(13)、备用电源供电电力开关(14)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关(15)、电源供电电力线(20)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线(21)、第1储能蓄电池单元直流电力线(22)、第2储能蓄电池单元直流电力线(23)、第1储能换流器模块交流电力线(24)、第2储能换流器模块交流电力线(25)、系统总线(26)、用电负荷电力线(27)、备用电源供电电力线(28)，其中：
主供电电源(1)连接电源供电电力线(20)并分别通过主供电开关(10)、第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)连接用电负荷电力线(27)以及用电负荷电力线(27)通过用电负荷电力开关(13)连接用电负荷(7)，构成主供电电源(1)为用电负荷(7)直接供电的电力路径；
备用电源(8)连接备用电源供电电力线(28)及备用电源供电电力线(28)通过备用电源供电电力开关(14)连接电源供电电力线(20)并经第1与第2储能换流器模块之间供电电力线通断开关(11)连接用电负荷电力线(27)再由用电负荷电力线(27)通过用电负荷电力开关(13)连接用电负荷(7)，构成备用电源(8)为用电负荷(7)直接供电的电力路径；
主供电电源(1)连接电源供电电力线(20)并顺次通过主供电开关(10)、第1储能换流器模块交流电力线(24)连接第1储能换流器模块(3)，由第1储能换流器模块(3)顺次经过第1储能蓄电池单元直流电力线(22)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线(21)、第1与第2储能蓄电池单元之间直流母线通断开关(15)、第2储能蓄电池单元直流电力线(23)连接第2储能换流器模块(5)，再由第2储能换流器模块(5)顺次连接第2储能换流器模块交流电力线(25)、电源供电电力线(20)、用电负荷电力线(27)以及用电负荷电力线(27)通过用电负荷电力开关(13)连接用电负荷(7)，构成主供电电源(1)为用电负荷(7)进行无缝切换不间断供电的电力路径；
备用电源(8)连接备用电源供电电力线(28)及备用电源供电电力线(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锡卫，
申请(专利权)人：周锡卫，
类型：新型
国别省市：北京;11