【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流电源系统控制，具体地说涉及一种基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统及方法。
技术介绍
1、直流电源系统广泛应用于供电可靠性要求高的场景，其中多节蓄电池串联形成的蓄电池组是直流电源系统可靠供电的关键，而单节蓄电池性能劣化往往成为制约整组蓄电池乃至直流电源系统可靠供电的短板。三级不间断电源技术，是对传统串联型直流电源系统的技术升级，是蓄电池并联型直流电源系统下特有的技术。蓄电池并联型直流电源系统是一种将多个蓄电池(电源)并联在一起，以提供更高的输出电压或电流的装置系统。以基于电力电子模块和智能控制技术的并联型直流电源系统为例，其基本思路是单个电池通过电力电子模块直接升压获得额定电压，单个电池与其充放电管控模块形成一个电源组件(支路)，合理数量电源组件(支路)并联起来满足直流电源系统总容量需求。该类型装置广泛应用于各种领域，如变电站、发电厂、可再生能源场(站)、轨道交通、数据中心等。
2、在现有技术中，由于常规的串联型直流电源系统只有在整组蓄电池内每个单体都健康运行时，才能保证正常供电工况下直流电源系统可靠供电，无法在单体蓄电池故障等异常、极端故障工况下保证电能可靠供应，因此需要对电路结构进行改进，以确保异常、极端故障工况下的供电可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术提供的一种能够灵活应对三种不同工况：正常工况、异常工况和极端工况，并可靠供应电能的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统及方法，可至少解决上述技术问题之一。
2、为了解
3、一种基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，包括：
4、ac/dc整流模块，用于为直流母线提供直流供电电能，并为并联电源组件提供充电电能；
5、并联电源组件，具有多个，分别经由双向dc-dc分组管理模块并联至直流母线，用作交流单元异常状态下的备用供电电源；
6、直流负载，具有多个，分别经由空气开关并联至直流母线；
7、还包括续流回路，所述续流回路由直流母线、续流二极管与多个并联电源组件串联构成，用于通过拓扑接线更换，切换供电模式。
8、进一步地，所述续流二极管具有两个，分别串联在多个所述并联电源组件的两侧，且分别串联至所述直流母线。
9、进一步地，所述并联电源组件包括多个并联的蓄电池组。
10、进一步地，所述ac/dc整流模块连接至远程的交流电源。
11、进一步地，正常工况下，电能流向为：由交流电源通过所述ac/dc整流模块，为所述直流母线提供直流供电电能，并且为所述并联电源组件提供充电电能，所述续流回路不流通电流。
12、进一步地，异常工况下，电能流向为：交流电源停止供电，由所述并联电源组件通过所述双向dc/dc分组管理模块向直流母线供电，所述续流回路不流通电流。
13、进一步地，极端工况下，电能流向为：交流电源停止供电，所述双向dc/dc分组管理模块不再流通电流，由所述续流回路输送电流至直流母线，并向所述直流负载供电。
14、一种基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制方法，采用所述基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统实现，还包括以下步骤：
15、s1：提取三级不间断供电电源的关键状态量：
16、s11：电压稳定性：
17、
18、uw为电压稳定性，ui为i时刻下的电压，为多个时刻的平均电压；
19、该状态量反映了供电系统的电压波动情况，当波动大时，代表供电可靠性较差，需要考虑切换电源；
20、s12：电流稳定性：
21、
22、iw为电流稳定性，ii为i时刻下的电流，为多个时刻的平均电流；
23、该状态量反映了供电系统的电流波动情况，当波动大时，代表负荷存在较大变化，有可能导致供电可靠性降低；
24、s13：功率波动性：
25、
26、pw为功率稳定性，pi为i时刻下的功率，为多个时刻的平均功率；
27、该状态量反映了供电系统的功率波动情况，当波动大时，代表负荷存在较大变化，有可能导致供电可靠性降低；
28、s14：电源容量充足性：
29、
30、cw为容量稳定性，ci为i时刻下的容量，为多个时刻的平均容量；
31、该状态量反映了供电系统的容量充足情况，当波动大时，代表供电电源本身容量存在变化，有可能导致供电可靠性降低。
32、s2：判断供电回路的工况：
33、s21：基于电源的历史工作数据与上述各状态量之间的关联关系，设置不同参数对应的权重系数，获得多参量融合分析的对应函数f：
34、f＝ω1uw+ω2iw+ω3pw+ω4cw
35、ω1～ω4为多参量分别对应的权重系数，由uw、iw、pw、cw与电源供电状态的相关性大小依次设置，相关性大小按照uw>cw>iw>pw进行排列，从而设置ω1～ω4的数值分别为0.4、0.2、0.1、0.3；
36、s22：计算获得函数f的取值，进行区间判断：
37、f处于(0，0.3)区间，对应的供电工况为正常；
38、f处于(0.3，0.6)区间，对应的供电工况为异常；
39、f处于(0.6，1)区间，对应的供电工况为极端。
40、s3：根据当前的供电工况切换三级不间断供电系统的供电模式。
41、本专利技术的有益效果体现在：
42、1、本专利技术基于多参量融合的电源工况分类方法，通过提取三级不间断供电系统的关键状态量，根据状态量与供电方案的关联关系提出融合判断方法，实现供电工况的智能判断，为三级供电模式切换提供依据，解决供电模式难以及时切换的问题。
43、2、本专利技术基于改进拓扑的三级不间断供电模式灵活切换方法，针对不同的供电工况，设计改进的并联型直流电源拓扑结构，通过动态切换不同拓扑结构使电源可以在正常、异常、极端三种工况下都能够正常且可靠供电，提升供电场景多变情况下供电方案的可靠性。
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1.一种基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，包括：
2.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，所述续流二极管具有两个，分别串联在多个所述并联电源组件的两侧，且分别串联至所述直流母线。
3.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，所述并联电源组件包括多个并联的蓄电池组。
4.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，所述AC/DC整流模块连接至远程的交流电源。
5.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，正常工况下，电能流向为：由交流电源通过所述AC/DC整流模块，为所述直流母线提供直流供电电能，并且为所述并联电源组件提供充电电能，所述续流回路不流通电流。
6.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，异常工况下，电能流向为：交流电源停止供电，由所述并联电源组件通过所述双向DC/DC分组管理模块向直流母线供电，所述续流回路不流通电流。p>
7.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，极端工况下，电能流向为：交流电源停止供电，所述双向DC/DC分组管理模块不再流通电流，由所述续流回路输送电流至直流母线，并向所述直流负载供电。
8.一种基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制方法，采用权利要求1-7中任意一项基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统实现，其特征在于，还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，包括：
2.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，所述续流二极管具有两个，分别串联在多个所述并联电源组件的两侧，且分别串联至所述直流母线。
3.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，所述并联电源组件包括多个并联的蓄电池组。
4.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，所述ac/dc整流模块连接至远程的交流电源。
5.如权利要求1所述的基于直流电源系统的三级不间断供电模式控制系统，其特征在于，正常工况下，电能流向为：由交流电源通过所述ac/dc整流模块，为所述直流母线提供直流供电电能...
【专利技术属性】
技术研发人员：官玮平，谢铖，陈忠，胡迪，杨为，祝琳，洪小龙，徐峰，李涛，徐晓，王楠楠，罗平东，黎锋，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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