电能转换系统技术方案

本公开关于一种电能转换系统，连接于电网及负载之间，电能转换系统包含电池、第一变流器、第二变流器以及直流/直流转换器，第一变流器电性连接于电网及电池之间，以于电网正常运行时选择性地将电网所提供的输入电能转换为第一充电电能至电池，第二变流器电性连接于电网及负载，以于电网正常运行时将输入电能转换为输出电能至负载，直流/直流转换器电性连接于电池及第二变流器之间，直流/直流转换器于电网异常时将电池所储存的储能电能转换为备用电能至第二变流器，而第二变流器将备用电能转换为输出电能至负载。转换为输出电能至负载。转换为输出电能至负载。

【技术实现步骤摘要】
电能转换系统


[0001]本公开关于一种电能转换系统，特别涉及一种不间断电源系统与储能 系统共用电池的电能转换系统。

技术介绍

[0002]随着半导体工业的大力发展，作为耗能大户的半导体生产厂商逐渐开 始配置储能系统(Power Conditioning System,PCS)，同时，半导体厂商通 常会为关键负载配备不间断电源系统(Uninterrupted Power System，UPS)。 如图1所示，传统电能转换系统1
’
的储能系统2
’
通过一储能变流器21
’
与电 网3
’
连接，且储能系统2
’
具有储能电池22
’
，以接收并储存电网3
’
所提供的 电能，并且储能电池22
’
的电能也可反馈至电网3
’
；传统电能转换系统1
’ꢀ
的不间断电源系统4
’
通过一不间断电源变流器41
’
连接于电网3
’
及负载L
’ꢀ
之间，且具有不间断电源电池42
’
，于电网3
’
正常时，负载L
’
由电网3
’
进行 供电，而于电网3
’
异常时，则由不间断电源系统4
’
的不间断电源电池42
’ꢀ
供电。因此，传统包含储能系统2
’
及不间断电源系统4r/>’
的电能转换系统1
’ꢀ
中，具有两个独立运行的电池。由于电池的价格十分昂贵，且在一定寿命 后需进行更换，因此使得传统的电能转换系统2
’
的设备成本较高且维护电 能转换系统的生命周期的更换成本亦较高。
[0003]因此，如何发展一种克服上述缺点的电能转换系统，实为目前迫切的 需求。

技术实现思路

[0004]本公开的目的在于提供一种电能转换系统，其具有成本较低的优势。
[0005]为达上述目的，本公开的一较广实施方式为提供一种电能转换系统， 连接于电网及负载之间，电能转换系统包含电池、第一变流器、第二变流 器以及直流/直流转换器。第一变流器电性连接于电网及电池之间，以于电 网正常运行时选择性地将电网所提供的输入电能转换为第一充电电能至电 池。第二变流器电性连接于电网及负载，以于电网正常运行时将电网所提 供的输入电能转换为输出电能至负载。直流/直流转换器电性连接于电池及 第二变流器之间，直流/直流转换器于电网异常时将电池所储存的储能电能 转换为备用电能至第二变流器，而第二变流器将备用电能转换为输出电能 至负载。
[0006]为达上述目的，本公开的另一较广实施方式为提供一种电能转换系统， 连接于第一电网、第二电网及负载之间，电能转换系统包含电池、第一变 流器以及第二变流器。第一变流器电性连接于第一电网及电池之间，以于 第一电网正常运行时选择性地将第一电网所提供的第一输入电能转换为第 一充电电能至电池。第二变流器电性连接于第二电网及负载，以于第二电 网正常运行时将第二电网所提供的第二输入电能转换为输出电能至负载。 电池与第二变流器电性耦接，以于第二电网异常时，由电池提供一备用电 能至第二变流器，而第二变流器将备用电能转换为输出电能至负载。
附图说明
[0007]图1为传统电能转换系统的电路拓扑图。
[0008]图2为本公开第一实施例的电能转换系统的电路拓扑图。
[0009]图3为本公开第二实施例的电能转换系统的电路拓扑图。
[0010]图4为本公开第三实施例的电能转换系统的电路拓扑图。
[0011]图5为本公开第四实施例的电能转换系统的电路拓扑图。
[0012]附图标记说明：
[0013]1’
：传统电能转换系统
[0014]2’
：储能系统
[0015]21
’
：储能变流器
[0016]22
’
：储能电池
[0017]3’
：电网
[0018]4’
：不间断电源系统
[0019]41
’
：不间断电源变流器
[0020]42
’
：不间断电源电池
[0021]L
’
：负载
[0022]1、1a、1b、1c：电能转换系统
[0023]2：电网
[0024]21：第一电网
[0025]22：第二电网
[0026]L：负载
[0027]3：电池
[0028]4：第一变流器
[0029]5：第二变流器
[0030]51：第一级转换器
[0031]52：第二级转换器
[0032]53：旁路支路
[0033]6：直流/直流转换器
[0034]7：能量管理单元
具体实施方式
[0035]体现本公开特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。 应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离 本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用于 限制本公开。
[0036]请参阅图2，其为本公开第一实施例的电能转换系统的电路拓扑图。如 图2所示，本实施例的电能转换系统1电连接于电网2及负载L之间，且 电能转换系统1于电网2正常运行时将电网2所提供的输入电能进行转换 并得到输出电能传输至负载L。电能转换系统1包含电池3、第一变流器4、 第二变流器5及直流/直流转换器6。电池3为充电电池，且电池3的电压 匹配于电网2的电压，即当电网2的电压较高时，电能转换系统1需配置 电压较高的电
池3，当电网2的电压较低时，电能转换系统1则可配置电压 较低的电池3，此外，电池3为直流电池，一个优选的实施例中，电池3的 电压介于1000V至1500V之间，且电池3可为但不限为锂离子电池，因锂 离子电池相较于铅酸电池，前者的寿命更长，无需定期更换，提升了系统 的可维护性。
[0037]第一变流器4可为但不限为储能变流器，且电性连接于电网2及电池3 之间，第一变流器4于电网2正常运行时选择性地将电网2所提供的输入 电能转换为第一充电电能，并提供第一充电电能至电池3，以对电池3充电， 其中选择性一词的涵义为当电网2正常运行，且除了供电给负载L外，还 有多余电能供应电池3时，如果需要对电池3进行充电，则第一变流器4 可将输入电能转换为第一充电电能。而当电网2正常运行但无多余电能供 应电池3时，第一变流器4则不转换输入电能为第一充电电能，而后续所 提及的选择性具有同样的涵义，不再赘述。于一些实施例中，第一变流器4 为双向变流器，因此第一变流器4除了可转换电网2提供的输入电能为第 一充电电能至电池3外，第一变流器4还可转换电池3的储能电能为反馈 电能，并将反馈电能反馈至电网2，使得第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能转换系统，连接于一电网及一负载之间，其中该电能转换系统包含：一电池；一第一变流器，电性连接于该电网及该电池之间，以于该电网正常运行时选择性地将该电网所提供的一输入电能转换为一第一充电电能至该电池；一第二变流器，电性连接于该电网及该负载，以于该电网正常运行时将该电网所提供的该输入电能转换为一输出电能至该负载；以及一直流/直流转换器，电性连接于该电池及该第二变流器之间，该直流/直流转换器于该电网异常时将该电池所储存的一储能电能转换为一备用电能至该第二变流器，而该第二变流器将该备用电能转换为该输出电能至该负载。2.如权利要求1所述的电能转换系统，其中该第一变流器为双向变流器，该第一变流器更将该电池所储存的该储能电能转换为一反馈电能至该电网。3.如权利要求1所述的电能转换系统，其中该第二变流器将该输入电能转换为一第二充电电能至该直流/直流转换器，而该直流/直流转换器对该第二充电电能进行转换并输出至该电池，以对该电池充电。4.如权利要求1所述的电能转换系统，其中该电池为锂离子电池。5.如权利要求1所述的电能转换系统，其中该第二变流器包含一交流/直流转换器以及一直流/交流转换器，该交流/直流转换器的交流侧与该电网电性连接，该交流/直流转换器的直流侧与该直流/交流转换器的直流侧以及该直流/直流转换器的一侧电性连接，并且该直流/交流转换器的交流侧电性连接于该负载。6.一种电能转换系统，连接于一第一电网、一第二电网及一负载之间，其中该电能转换系统包含：一电池；一第一变流器，电性连接于该第一电网及该电池之间，以于该第一电网正常运行时选择性地将该第一电网所提供的一第一输入电能转换为一第一充电电能至该电池；以及一第二变流器，电性连接于该第二电网及该负载，以于该第二电网正常运行时将该第二电网所提供的一第二输入电能转换为一输出电能至该负载；其中，该电池与该第二变流器电性耦接，以于该第二电网异常时，由该电池提供一备用电能至该第二变流器，而该第二变流器将该备用电能转换为该输出电能至该负载。7.如权利要求6所述的电能转换系统，其中该电能转换系统进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，艾祖华，王长永，陆岩松，刘军，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：