一种直流电源系统技术方案

本申请提供了一种直流电源系统。在该直流电源系统中，在两个充电支路均故障时，储能单元替代其对外输出，即为仪表控制系统供电，所以储能单元为充电支路的冗余；并且，由于两个充电支路互为冗余、两个充电支路分别接收两路交流供电电压，即当一个充电支路或者相应路交流供电电压出现故障时，另一个充电支路及其接收的交流供电电压可以替代其继续工作，所以可以消除该直流电源系统的单点故障风险；综上所述，该直流电源系统在保留储能单元作为充电支路的冗余结构的基础上，消除了自身出现单点故障的风险，因此将该直流电源系统作为仪表控制系统的供电装置，可以进一步提高仪表控制系统的供电装置的供电可靠性。的供电装置的供电可靠性。的供电装置的供电可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电源系统


[0001]本技术涉及电力电子
，特别是涉及一种直流电源系统。

技术介绍

[0002]近年来，行业内默认仪表控制系统都采用交流供电，国内通常为220V的交流供电；通常情况下，为保证仪表控制系统供电的可靠性，会在供电装置前端配套设置UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)，但是，经过实际检验发现，设置有UPS的供电装置在使用过程中，由于设备串联连接，容易出现单点故障，仍存在供电中断的情况，不能满足仪表控制系统对供电可靠性的要求。
[0003]现有技术中还存在一种采用电力操作电源系统作为仪表控制系统的供电装置的方案，虽然电力操作电源系统的可靠性高于UPS，但是仍存在单点故障风险，不能满足仪表控制系统对供电可靠性的要求，因此如何进一步提高仪表控制系统的供电装置的供电可靠性是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提供了一种直流电源系统，将其作为仪表控制系统的供电装置，可进一步提高仪表控制系统的供电装置的供电可靠性。
[0005]为实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：
[0006]本申请提供一种直流电源系统，包括：直流母线、储能单元、两个配电支路和两个充电单元；其中：
[0007]一个所述配电支路与一个所述充电单元组成一个充电支路，共组成两个充电支路，两个所述充电支路互为冗余；
[0008]在每个所述充电支路中，所述配电支路的第一端接收一路交流供电电压，所述配电支路的第二端与所述充电单元的交流侧相连，所述充电单元的直流侧与所述直流母线相连；
[0009]所述储能单元的两极与所述直流母线相连，所述直流母线作为所述直流电源系统的输出端。
[0010]可选的，所述充电单元，包括：至少一个充电模块；其中：
[0011]当所述充电模块的个数大于1时，全部所述充电模块的交流侧相连，连接点连接于所述充电单元的交流侧，全部所述充电模块的直流侧相连，连接点连接于所述充电单元的直流侧。
[0012]可选的，还包括：监控单元；其中：
[0013]所述监控单元的检测端两极分别设置于所述直流母线的两极上；
[0014]所述监控单元的通信端分别与各个所述配电支路的通信端通信连接。
[0015]可选的，所述充电模块为基于开关电源技术的充电模块，或者，基于相控电源技术的充电模块。
[0016]可选的，所述储能单元为蓄电池组。
[0017]可选的，所述蓄电池组包括正负串联连接的17节12V蓄电池。
[0018]可选的，与所述直流电源系统相连的仪表控制系统为：分散控制系统 DCS、安全仪表系统SIS或可编程逻辑控制器PLC。
[0019]由上述技术方案可知，本技术提供了一种直流电源系统，其具体包括：储能单元、直流母线、两个配电支路和两个充电单元。在该直流电源系统中，在两个充电支路均故障时，储能单元替代其对外输出，即为仪表控制系统供电，所以储能单元为充电支路的冗余；并且，由于两个充电支路互为冗余、两个充电支路分别接收两路交流供电电压，即当一个充电支路或者相应路交流供电电压出现故障时，另一个充电支路及其接收的交流供电电压可以替代其继续工作，所以可以消除该直流电源系统的单点故障风险；综上所述，该直流电源系统在保留储能单元作为充电支路的冗余结构的基础上，消除了自身出现单点故障的风险，因此将该直流电源系统作为仪表控制系统的供电装置，可以进一步提高仪表控制系统的供电装置的供电可靠性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为UPS的结构示意图；
[0022]图2为电力操作电源系统的结构示意图；
[0023]图3
‑
图5分别为直流电源系统的三种结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0025]在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0026]UPS是一种含有储能装置的不间断电源，主要应用于对电源稳定性要求较高的设备。其按照自身逆变器的工作方式可分为：在线式、后备式、在线互动式三种，通常情况下，在保护计算机、网络、工业精密仪器等重要设备时，会选配在线式UPS，即可以实现市电供电与电池供电之间的无中断切换。
[0027]以在线时UPS为用户负载LOAD为例，其具体结构如图1所示，包括：市电整流升压电路01、充电器02、电池组03、电池升压电路04、逆变器05和转换开关SW，在图1中，电池组03、电池升压电路04、逆变器05、转换开关SW 串联连接，存在单点故障风险，即上述器件中的一个器件出现故障，便可以导致UPS宕机，从而使得设置有UPS的供电装置的供电可靠性降低。
[0028]在现有技术中，还有一种供电设备，即电力操作电源系统，也称直流电源系统，俗称直流屏。其是一种应用在电力机房内的电源设备，只要应用于各级变电站、换流站及发电厂，作为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷的电源，即其为电力系统控制、保护的基础。在轨道交通领域主要应用于为供电系统的断路器分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和事故照明提供不间断直流电源。
[0029]电力操作电源系统的具体结构如图2所示，由交流切换与配电模块21、充电模块22、主监控23、蓄电池组23、降压单元24、合闸母线25、控制母线26、交流监控27、模块监控28、电池巡检29、直流监控30、绝缘监测31等部分组成，其中充电模块22采用N+1冗余结构，即N个充电模块22带动全部负载，剩余一个作为备用。
[0030]但是，由图2可知，当交流切换与配电模块21或者降压单元24出现故障时，整个电力操作系统会发生故障，即存在单点故障的风险，从而停止对仪表控制系统的供电，因此，虽然电力操作电源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流电源系统，其特征在于，包括：直流母线、储能单元、两个配电支路和两个充电单元；其中：一个所述配电支路与一个所述充电单元组成一个充电支路，共组成两个充电支路，两个所述充电支路互为冗余；在每个所述充电支路中，所述配电支路的第一端接收一路交流供电电压，所述配电支路的第二端与所述充电单元的交流侧相连，所述充电单元的直流侧与所述直流母线相连；所述储能单元的两极与所述直流母线相连，所述直流母线作为所述直流电源系统的输出端。2.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，所述充电单元，包括：至少一个充电模块；其中：当所述充电模块的个数大于1时，全部所述充电模块的交流侧相连，连接点连接于所述充电单元的交流侧，全部所述充电模块的直流侧相连，连接点连接于所述充电单元的直流侧。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢勐，杨海河，王辉，
申请(专利权)人：邢勐，
类型：新型
国别省市：