基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统及方法，所述系统包括分布式电动汽车蓄电阵列、人力发电机和氢燃料电池；其中，所述分布式电动汽车蓄电阵列经由第一逆变器连接至三电源切换装置的输入端，所述氢燃料电池经由第二逆变器连接至所述三电源切换装置的输入端，所述人力发电机直接连接至所述三电源切换装置的输入端，所述三电源切换装置的输出端连接至多路人防设备配电箱。本发明专利技术以平时停放在地下车库的电动汽车的动力电池为单元组成分布式电动汽车蓄电阵列，以此为基础，结合人力发电机和氢燃料电池，构成一主两备的多源供电系统，可以大幅提高战时人防工程的供电可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统及方法
本专利技术涉及一种基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统及方法，属于建筑应急供电领域，尤其是人防工程供电领域。
技术介绍
人防工程是为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥和医疗救护而单独修建的地下防护建筑，以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。人防工程是防备敌人突然袭击，有效地掩蔽人员和物资，保存战争潜力的重要设施；是坚持城镇战斗，长期支持反侵略战争直至胜利的工程保障。随着家用汽车的普及，新建的居住、办公和商业建筑大多建有地下车库，平时用于停车，战时作为供人员和物资掩蔽的人防工程，即地下车库一般都兼作人防工程。比如，住宅小区一般均设有地下车库兼人防工程，小区内的居民平时停放私家车的地下车库在战时作为居民家庭成员掩蔽的人防空间。人防工程内设有排风机、滤毒风机、洗消水泵、照明和疏散指示等多种用电设备和设施，人防供电应保证人防设备和设施的正常运行。如果人防设备和设施遭遇电力中断，会造成如下不利后果：人防工程战时一级用电负荷断电时，将危及人员生命安全，严重影响通信系统和警报系统的正常工作，造成人员秩序严重混乱或恐慌，影响人员生存环境，并严重影响医疗救护工程、防空专业工程、人员掩蔽工程和配套工程的正常工作。因此，根据相关规范，为防止战时外部电源被破坏而造成供电中断，人防工程战时一级用电负荷应至少由两个独立电源供电，其中一个独立电源是人防工程内部的电源，并且应以内部电源为主。人防工程战时二级用电负荷除引接地面建筑的电力系统电源外，还应引接区域电源，当引接区域电源有困难时，应在人防工程内设置自备电源。目前，人防工程中一般采用人力发电机、UPS或EPS动力电池组作为备用电源。但人力发电机组供电存在以下问题：能效较低，储油量有限，持续运行时间短，且在战时外部电源被破坏时，人防工程供电如仅依赖人力发电机单个电源，具有较高的断电风险。此外，我国石油对外依存度高，一旦发生战争，军事和民用石油供应会非常紧张，向大量人防工程足量供给优质柴油难度非常大，油罐耗尽后再及时加注难度大，导致柴发供油系统可靠性降低。UPS或EPS动力电池组供电存在以下问题：UPS或EPS动力电池组造价高，蓄电量少；为战时一级、二级用电负荷供电专设的EPS、UPS自备电源设备平时一般不安装，仅留有接线和安装位置，在战时为大量人防工程安装EPS、UPS自备电源设备时间需求长，且易发生供货不足或供货周期长的情况。鉴于此，有必要开发一种能满足人防工程战时一、二级用电负荷供电需求的供电系统。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统及方法，以平时停放在地下车库的电动汽车的动力电池为单元组成电动汽车蓄电阵列，以此为基础，结合人力发电机和氢燃料电池，构成一主两备的多源供电系统，以提高人防工程的供电可靠性。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，包括分布式电动汽车蓄电阵列、人力发电机和氢燃料电池；其中，所述分布式电动汽车蓄电阵列经由第一逆变器连接至三电源切换装置的输入端，所述氢燃料电池经由第二逆变器连接至所述三电源切换装置的输入端，所述人力发电机直接连接至所述三电源切换装置的输入端，所述三电源切换装置的输出端连接至多路人防设备配电箱。进一步地，所述分布式电动汽车蓄电阵列包括置于多辆电动汽车内的多组动力电池，各组所述动力电池通过充受电插座及充电兼受电桩连接至充受电桥架，所述充受电桥架分别连接至电动汽车充电配电柜和所述第一逆变器。进一步地，所述电动汽车充电配电柜通过远控隔离开关连接至所述充受电桥架；所述三电源切换装置的输入端和输出端之间连接有人防电源监控装置。进一步地，所述人防电源监控装置分别通过远控隔离开关连接至所述三路电源中的各路；各路所述人防设备配电箱分别通过远控隔离开关连接至所述三电源切换装置的输出端。进一步地，所述人力发电机的安装空间内设有应急通风机，所述应急通风机的室外进风口处设有滤毒罐。进一步地，所述氢燃料电池连接至液氢储罐，所述液氢储罐内设有液氢余量监测器，所述液氢余量监测器电连接至所述人防电源监控装置。进一步地，在所述人力发电机的安放室内设有氧气监测器和CO2监测器，用于监测人力发电机室内的氧气浓度和CO2浓度，当人力发电机室内的氧气浓度低于预设值或CO2浓度高于预设值时，氧气监测器或CO2监测器发出报警信号，提醒人员撤离休息并进行通风。进一步地，各组所述动力电池的正上方分别设有辐射温度传感器，用于监测动力电池充电时的温度，当该温度超限时自动切断所述动力电池与所述充电兼受电桩的电气连接并发出警报。第二方面，本专利技术提供一种基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电方法，采用分布式电动汽车蓄电阵列、人力发电机和氢燃料电池三路电源为人防工程用电设备供电；所述三路电源互为备用，当其中一路电源故障时，自动切换至其他任一路电源。进一步地，适于按以下工况运行：(1)分布式电动汽车蓄电阵列循环供电工况：使用分布式电动汽车蓄电阵列及三电源切换装置为人防供电线路、人防设备供电；(2)分布式电动汽车蓄电阵列和氢燃料电池联合高效供电工况：先使用剩余电量不低于50％的分布式电动汽车蓄电阵列及三电源切换装置为人防供电线路、人防设备供电；分布式电动汽车蓄电阵列的电量消耗达到50％时，停止分布式电动汽车蓄电阵列供电，启动氢燃料电池为人防设备供电；当人防设备用电功率低于氢燃料电池供电功率时，使用氢燃料电池为分布式电动汽车蓄电阵列中的电动车动力电池充电；当人防设备负荷大于等于氢燃料电池供电功率时或电动车动力电池充满时，充电结束，使用氢燃料电池和分布式电动汽车蓄电阵列为人防设备联合供电；当分布式电动汽车蓄电阵列电量消耗殆尽时，使用氢燃料电池单独供电，此时仅有占用电负荷50％的人防设备正常运行，选择人防通风设备运行，维持最低的照明需求，其他照明或设备停机；(3)人力发电供电工况：当剩余液氢量小于等于液氢储罐总液氢储量的20％且分布式电动汽车蓄电阵列蓄存的电能剩余小于等于20％时，启动人力发电供电工况；人员进入人力发电机室，采用手摇或脚踏方式操作人力发电机发电，供给人防设备运行；此时，仅人防通风设备运行，维持最低的照明需求，其他照明或设备停机；当人员疲劳无人更换或者人力发电机室内氧气监测器或CO2监测器或核辐射监测器中有至少1项报警时，停止发电，人员撤离人力发电机室；启动运行工况(5)为应急通风机供电为人力发电机室通风，待人力发电机室内氧气监测器、CO2监测器以及核辐射监测器的参数达标后，人员再返回人力发电机室，停止运行工况(5)，进行人力发电；(4)氢气泄露应急供电工况：当燃料电池室内的氢燃料电池发生氢气泄露时，易燃易爆氢气监测器监测到氢气泄露，发出报警信号，此时氢燃料电池立即停机，开启市政电源或使用柴油发电机供电，开启应急防爆排风机II并启动人防应急照明，应急防爆排风机II向室外排出氢气并在应急照明指示下引导人员疏散；待易燃易爆氢气监测器的参数达标后，停止运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，包括分布式电动汽车蓄电阵列、人力发电机和氢燃料电池；其中，所述分布式电动汽车蓄电阵列经由第一逆变器连接至三电源切换装置的输入端，所述氢燃料电池经由第二逆变器连接至所述三电源切换装置的输入端，所述人力发电机直接连接至所述三电源切换装置的输入端，所述三电源切换装置的输出端连接至多路人防设备配电箱。/n

【技术特征摘要】
1.基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，包括分布式电动汽车蓄电阵列、人力发电机和氢燃料电池；其中，所述分布式电动汽车蓄电阵列经由第一逆变器连接至三电源切换装置的输入端，所述氢燃料电池经由第二逆变器连接至所述三电源切换装置的输入端，所述人力发电机直接连接至所述三电源切换装置的输入端，所述三电源切换装置的输出端连接至多路人防设备配电箱。


2.根据权利要求1所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述分布式电动汽车蓄电阵列包括置于多辆电动汽车内的多组动力电池，各组所述动力电池通过充受电插座及充电兼受电桩连接至充受电桥架，所述充受电桥架分别连接至电动汽车充电配电柜和所述第一逆变器。


3.根据权利要求2所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述电动汽车充电配电柜通过远控隔离开关连接至所述充受电桥架；所述三电源切换装置的输入端和输出端之间连接有人防电源监控装置。


4.根据权利要求3所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述人防电源监控装置分别通过远控隔离开关连接至所述三路电源中的各路；各路所述人防设备配电箱分别通过远控隔离开关连接至所述三电源切换装置的输出端。


5.根据权利要求3所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述人力发电机的安装空间内设有应急通风机，所述应急通风机的室外进风口处设有滤毒罐。


6.根据权利要求3所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述氢燃料电池连接至液氢储罐，所述液氢储罐内设有液氢余量监测器，所述液氢余量监测器电连接至所述人防电源监控装置。


7.根据权利要求1所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，在所述人力发电机的安放室内设有氧气监测器和CO2监测器，用于监测人力发电机室内的氧气浓度和CO2浓度，当人力发电机室内的氧气浓度低于预设值或CO2浓度高于预设值时，氧气监测器或CO2监测器发出报警信号，提醒人员撤离休息并进行通风。


8.根据权利要求2所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，各组所述动力电池的正上方分别设有辐射温度传感器，用于监测动力电池充电时的温度，当该温度超限时自动切断所述动力电池与所述充电兼受电桩的电气连接并发出警报。


9.基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电方法，其特征在于，采用分布式电动汽车蓄电阵列、人力发电机和氢燃料电池三路电源为人防工程用电设备供电；所述三路电源互为备用，当其中一路电源故障时，自动切换至其他任一路电源。


10.根据权利要求9所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电方法，其特征在于，适于按以下工况运行：
(1)分布式电动汽车蓄...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宽，李长勇，黄洪宇，方宏伟，侯立群，张亚齐，史乐贤，温恺，
申请(专利权)人：中铁建设集团有限公司，中国铁建股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11