一种基于应急储能电源车的不间断供电系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于应急储能电源车的不间断供电系统及方法，属于供电保障系统领域，采用能量管理车以及多辆电池车提供不间断供电，利用能量管理车实现不同电池车之间的工作切换，实现电池在线更换的同时，能够保证为负载不间断供电，本申请结构简单，多辆电池车通过能量管理车的DC/DC及DC/AC模块可以快速建立起电压，实现系统供电电源的无缝切换，增加了移动储能电源的供电时长，并且避免了柴油机长时间供电造成的环境污染和噪音大的问题；本发明专利技术不间断供电系统包含多辆电池车，在一辆电池车给负载供电时，其余电池车可以脱离系统进行充电，该系统拓扑及运行方式保障了系统可以长时间为负载供电。以长时间为负载供电。以长时间为负载供电。

【技术实现步骤摘要】
一种基于应急储能电源车的不间断供电系统及方法


[0001]本专利技术属于供电保障系统领域，具体涉及一种基于应急储能电源车的不间断供电系统及方法。

技术介绍

[0002]应急电源车即装有电源装置的专用车，可装配电瓶组、柴油发电机组或燃汽发电机组，可用于应急发电、检修设备、会议保障、野外作业等场合；主要作用是为重要场所、重大活动提供应急不间断供电保障，重要负荷允许中断时间常为毫秒级甚至不允许中断，因此应急电源车需要具备不间断供电功能。柴油发电机由于启动时间较长，无法在市电临时性停电的瞬间快速建立电压，因此早期的应急电源车大多采用铅酸蓄电池+UPS的供电系统结构。随着储能技术的发展，磷酸铁锂电池由于其较高的能量密度得到了越来越多的应用。但受限于电源车的体积和成本，磷酸铁锂电池无法满足负载长时间供电需求。在长时间备电的场合，磷酸铁锂电池常常与柴油发电机配合使用，然而柴油发电机具有污染严重、噪音大的缺点，现有的应急电源车系统拓扑结构图如图9所示，系统包含并离网切换柜、储能AC/DC、储能电池及柴油发电机。市电侧出现临时性停电时，并离网切换柜会快速切断与主电网的连接，储能AC/DC工作于V/F模式，快速建立电压源，运行于离网模式，给负载供电，柴油发电机启动后，运行于并网模式，共同给负载供电后，储能系统慢慢退出。
[0003]现有技术依靠柴油发电机为负载长时间供电，储能系统的作用主要是在市电出现临时性停电时，由储能AC/DC快速建立电压，柴油发电机启动后，储能系统即退出。柴油发电机会排放出温室气体，柴油发电机的使用受限，且发电机运行时噪音较大，在一些对噪音有严格要求的场合也不适用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于应急储能电源车的不间断供电系统及方法，以克服现有储能系统无法为负载长时间供电的问题。
[0005]一种基于应急储能电源车的不间断供电系统，包括能量管理车以及多辆电池车，电池车内设置有储能电池，能量管理车包括DC/AC模块、EMS模块以及与DC/AC连接的多组DC/DC模块，每组DC/DC模块连接一组电池车内储能电池的输出端，多组DC/DC模块均连接于EMS模块，DC/AC模块的交流输出端并连两组开关，其中一组开关用于接电网，另一组开关用于接负载，两组开关均连接于EMS模块，通过EMS模块控制两组开关的分合。
[0006]优选的，电池车内的储能电池连接有BMS模块。
[0007]优选的，EMS模块用于实时检测电网状态，当电网失电时，利用与DC/AC模块连接的DC/DC模块将其中一组电池车并网。
[0008]优选的，当并网的电池车的电池荷电状态小于预设值时，将另一组电池车并网。
[0009]优选的，不同电池车并网时至少两辆电池车保持并网状态。
[0010]一种基于不间断供电系统的应急储能电源车的不间断供电方法，包括以下步骤：
[0011]S1，实时监测电网状态以及接入能量管理车的各电池车内储能电池的荷电状态；
[0012]S2，当电网失电时，将其中一个内部储能电池的电池荷电状态大于预设值的电池车接入并网；
[0013]S3，实时监控电网及接入并网的电池车的电池荷电状态，若接入并网的电池车的电池荷电状态小于预设值时，换组接入另一电池荷电状态满载的电池车接入并网，重复上述电池车的接入并网过程，实现应急储能电源车的不间断供电。
[0014]优选的，采用虚拟同步机控制方法将电池车接入并网。
[0015]优选的，虚拟同步机采用同步发电机经典模型，包括转子运动方程与电磁方程，转子运动方程表示为：
[0016][0017]式中：J为同步发电机的转动惯量；ω为其电气角速度；ω0为电网同步角速度；T
m
为同步发电机的机械转矩，T
e
为同步发电机的电磁转矩；D为阻尼系数；
[0018]电磁方程表示为：
[0019][0020]式中：L为同步发电机的同步电感；R为同步发电机的同步电阻；u
abc
为同步发电机的机端电压；e
abc
为同步发电机的内电势；i
abc
为并网电流。
[0021]优选的，不同电池车并网时至少两辆电池车保持并网状态。
[0022]优选的，采用直流电压偏差控制不同电池车并网时至少两辆电池车保持并网状态。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0024]本专利技术一种基于应急储能电源车的不间断供电系统，采用能量管理车以及多辆电池车提供不间断供电，利用能量管理车实现不同储能电池车之间的工作切换，实现储能电池在线更换的同时，能够保证为负载不间断供电，本申请结构简单，多辆电池车通过能量管理车的DC/DC模块及DC/AC模块可以快速建立起电压，实现系统供电电源的无缝切换，增加了储能电源的供电时长，并且避免了柴油机长时间供电造成的环境污染和噪音大的问题；本专利技术不间断供电系统包含多辆电池车，在一辆电池车给负载供电时，其余电池车可以脱离系统进行充电，该系统拓扑及运行方式保障了系统可以长时间为负载供电。
[0025]本专利技术一种基于应急储能电源车的不间断供电方法，可以实现两路电池的在线切换，保障系统长时间供电；采用虚拟同步机控制可以实现DC/AC并离网无缝切换。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例中应急储能电源车的不间断供电系统示意图。
[0027]图2为本专利技术实施例中运行方式A运行过程示意图。
[0028]图3为本专利技术实施例中运行方式B运行过程示意图。
[0029]图4为本专利技术实施例中运行方式C运行过程示意图。
[0030]图5为本专利技术实施例中运行方式D运行过程示意图。
[0031]图6为本专利技术实施例中运行方式E运行过程示意图。
[0032]图7为本专利技术实施例中不间断供电流程示意图。
[0033]图8为本专利技术实施例中直流电压偏差控制框图。
[0034]图9为现有应急电源车系统拓扑结构示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0036]本专利技术提供一种基于应急储能电源车的不间断供电系统，包括能量管理车以及多辆电池车，能量管理车包括DC/AC模块、EMS模块以及与DC/AC连接的多组DC/DC模块，电池车内设置有储能电池，每组DC/DC模块连接一组电池车内储能电池的输出端，多组DC/DC模块均连接于EMS模块，DC/AC模块的交流输出端并连两组开关，其中一组开关用于接电网，另一组开关用于接负载，两组开关均连接于EMS模块，通过EMS模块控制两组开关的分合；本专利技术利用电池车可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于应急储能电源车的不间断供电系统，其特征在于，包括能量管理车以及多辆电池车，电池车内设置有储能电池，能量管理车包括DC/AC模块、EMS模块以及与DC/AC连接的多组DC/DC模块，每组DC/DC模块连接一组电池车内储能电池的输出端，多组DC/DC模块均连接于EMS模块，DC/AC模块的交流输出端并连两组开关，其中一组开关用于接电网，另一组开关用于接负载，两组开关均连接于EMS模块，通过EMS模块控制两组开关的分合。2.根据权利要求1所述的一种基于应急储能电源车的不间断供电系统，其特征在于，电池车内的储能电池连接有BMS模块。3.根据权利要求1所述的一种基于应急储能电源车的不间断供电系统，其特征在于，EMS模块用于实时检测电网状态，当电网失电时，利用与DC/AC模块连接的DC/DC模块将其中一组电池车并网。4.根据权利要求3所述的一种基于应急储能电源车的不间断供电系统，其特征在于，当并网的电池车的电池荷电状态小于预设值时，将另一组电池车并网。5.根据权利要求4所述的一种基于应急储能电源车的不间断供电系统，其特征在于，不同电池车并网时至少两辆电池车保持并网状态。6.一种基于权利要求1所述不间断供电系统的应急储能电源车的不间断供电方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，实时监测电网状态以及接入能量管理车的各电池车内储能电池的荷电状态；S2，当电网失电时，将其中一个内部储能电池的电池荷电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎阳，雒龙飞，时丕丽，石楠，陈凯，李毅，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：