專利名稱：一種多能源冗余的不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電カ電子技術(shù)領(lǐng)域中的電源變換裝置，特別是ー種多能源冗余的不間斷電源。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的不間斷電源的主要能量依然來源于常規(guī)市電，配以蓄電池作為后備能量存儲，市電正常時由市電直接供電，市電異常時由逆變器將蓄電池存儲的直流電轉(zhuǎn)化為交流電以供使用，即使在新能源技術(shù)廣泛應(yīng)用的今天，這種使用方法還是沒有得到有效的改善，而這種做法與現(xiàn)今倡導(dǎo)的節(jié)能理念對比顯得有些格格不入。近些年，一些企業(yè)開始陸續(xù)推出與新能源相關(guān)的供電設(shè)備，如太陽能并網(wǎng)逆變器、光伏控制逆變一體機、太陽能控制器，風(fēng)能并網(wǎng)逆變器、風(fēng)能控制器等，但由于新能源如風(fēng)能、太陽能具有不穩(wěn)定性、區(qū)域分布性、季節(jié)差異性等特點，使新能源設(shè)備開發(fā)者不敢于將其作為主要的能量來源，所以這些裝置都只具有単一的并網(wǎng)發(fā)電或者充電及逆變功能，主要用于ー些相對次要的場合，這也限制了新能源的使用。為了更高效、可靠、充分地發(fā)揮新能源的優(yōu)勢，新能源開發(fā)使用的技術(shù)人員也開始將太陽能、風(fēng)能、市電、儲能電池等各種能源和不間斷電源系統(tǒng)進行混合利用，也出現(xiàn)了ー些風(fēng)光互補類的不間斷電源，但這些產(chǎn)品及裝置還存在以下幾個方面的不足
I.停電后不易重新啟動。現(xiàn)有多能源輸入不間斷電源內(nèi)部輔助電源的輸入基本來自于市電或蓄電池，在市電斷電和蓄電池放電至欠壓點時，后端功放電路及控制電路芯片均下電，需在市電重新上電或者蓄電池電壓高于欠壓點時才能重新啟動，沒有做到自然條件恢復(fù)(如天氣陰轉(zhuǎn)睛或重新起風(fēng))時設(shè)備自啟動供電。2、市電優(yōu)先選擇不易實現(xiàn)節(jié)能。現(xiàn)有的多能源輸入不間斷電源在輸入能源優(yōu)先選擇上基本都以市電作為主供電能量來源，太陽能、風(fēng)能等作為增補性能量，這樣勢必出現(xiàn)市電損耗大，新能源沒辦法得到有效、充分的利用。3.能量輸入擴容不易實現(xiàn)?，F(xiàn)有的多能源輸入不間斷電源基本上選用直流輸入，直接將能源輸入并聯(lián)在直流母線上，沒有配置単獨的穩(wěn)壓隔離電路，所選用的新能源設(shè)備的輸出必須滿足母線電壓要求，這勢必限制了新能源設(shè)備的選用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上技術(shù)背景所提到現(xiàn)存技術(shù)的不足，本發(fā)明提供ー種多能源冗余的不間斷電源，將多能源的輸入和不間斷電源的供電進行原理融合，并且針對多種不同能源的特點(電壓多變等)進行分析和實現(xiàn)，通過隔離穩(wěn)壓電路對多種能源進行整形，實現(xiàn)并接于同一能源優(yōu)選控制器端，填補了現(xiàn)有多能源混合利用在不間斷電源系統(tǒng)中的技術(shù)空白。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)ー種多能源冗余的不間斷電源，包括能源輸入模塊、隔離穩(wěn)壓電路、能源優(yōu)選控制器、主控制電路、逆變器、輸出轉(zhuǎn)換電路、多能源交互式輔助電源，其特征在于所述能源輸入模塊包括含市電輸入在內(nèi)的至少兩路能源輸入，每一路能源輸入的ー輸出與對應(yīng)的隔離穩(wěn)壓電路連接，另ー輸出與所述多能源交互式輔助電源連接，其中市電輸入的輸出還接至所述輸出轉(zhuǎn)換電路；
所述隔離穩(wěn)壓電路的輸出與所述能源優(yōu)選控制器相連；
所述能源優(yōu)選控制器的輸出與所述逆變器相連；
所述主控制電路的輸出分別與所述能源優(yōu)選控制器、隔離穩(wěn)壓電路、逆變器以及輸出轉(zhuǎn)換電路相連，用以控制整個系統(tǒng)正常運行；
所述逆變器的輸出與所述輸出轉(zhuǎn)換電路相連；
所述輸出轉(zhuǎn)換電路的輸出連接后端負(fù)載用以為其供電；
所述多能源交互式輔助電源根據(jù)實際優(yōu)先所需的能源作為能源輸入，并與所述主控制電路連接用以為其供電。 在本發(fā)明一實施例中，所述輸入能源類型包含市電、太陽能、風(fēng)能、儲能電池。在本發(fā)明ー實施例中，所述能源輸入模塊有ー種及以上能源輸入時即可正常エ作。在本發(fā)明ー實施例中，不同能源輸入類型配置對應(yīng)的隔離穩(wěn)壓電路，其中與所述儲能電池輸入連接的隔離穩(wěn)壓電路采用雙向隔離雙穩(wěn)壓電路。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益的地方在于
I.多能源輸入并接到直流母線上都采用獨立隔離穩(wěn)壓電路，隔離穩(wěn)壓電路輸出同一標(biāo)準(zhǔn)的直流電壓，只要能源設(shè)備輸出的電壓等級滿足隔離穩(wěn)壓電路的電壓范圍即可接入使用，做到電能切換不間斷，實現(xiàn)多能源安全可靠應(yīng)用。2.本發(fā)明采用統(tǒng)ー的多能源交互式輔助電源，在自然條件異常(如日照異常且無風(fēng))、市電異常且蓄電池欠壓保護出現(xiàn)系統(tǒng)斷電時，只要自然條件恢復(fù)(如天氣陰轉(zhuǎn)睛或重新起風(fēng))即能重新恢復(fù)內(nèi)部控制電路供電，繼續(xù)為蓄電池充電，做到有效地降低多能源運作損耗，提聞能源利用效率，達到真正的聞效節(jié)能目的。3.本發(fā)明中的能源優(yōu)選控制器可設(shè)高精度、高效率、低損耗的全面環(huán)境因素及電能檢測電路，能及時采集外部光照、風(fēng)力、市電狀況、電池狀況等相關(guān)信息，在以新能源為主要供電輸入時保證系統(tǒng)能可靠穩(wěn)定地切換，有效克服新能源如風(fēng)能、太陽能具有不穩(wěn)定性、區(qū)域分布性、季節(jié)差異性等缺點。4.有效克服了不間斷電源系統(tǒng)僅僅依靠市電和儲能電池的單ー應(yīng)用，擴展了不間斷電源系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)各種能源的統(tǒng)一、有效、合理分配，達到新能源高效利用和不間斷電源的優(yōu)勢互補，真正實現(xiàn)綠色能源和高效能源。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接關(guān)系 圖2為本發(fā)明的具體實施例原理框圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關(guān)附圖，對本發(fā)明作進ー步詳細說明。
如圖I所示，為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接關(guān)系圖。具體的，能源輸入模塊100包括含市電輸入001在內(nèi)的至少兩路能源輸入，每一路能源輸入的一輸出與對應(yīng)的隔離穩(wěn)壓電路200連接，另ー輸出與多能源交互式輔助電源005連接，其中市電輸入001的輸出還接至輸出轉(zhuǎn)換電路013 ;隔離穩(wěn)壓電路200的輸出與能源優(yōu)選控制器010相連；主控制電路012的輸出分別與能源優(yōu)選控制器010、隔離穩(wěn)壓電路200、逆變器010以及輸出轉(zhuǎn)換電路013相連；能源優(yōu)選控制器010的輸出分別與逆變器011及主控制電路012相連；逆變器011的輸出與輸出轉(zhuǎn)換電路013相連；輸出轉(zhuǎn)換電路013的輸出連接后端負(fù)載；多能源交互式輔助電源根據(jù)實際優(yōu)先所需的能源作為能源輸入，并與主控制電路012連接。如圖2所示，為本發(fā)明的一具體實施例，在該實施例中，輸入的能源包括市電輸入001、太陽能輸入002、風(fēng)能輸入003、儲能電池004，隔離穩(wěn)壓電路包括第一隔離穩(wěn)壓電路006、第二隔離穩(wěn)壓電路007、第三隔離穩(wěn)壓電路008、第四隔離穩(wěn)壓電路009。第一隔離穩(wěn)壓電路006、第二隔離穩(wěn)壓電路007、第三隔離穩(wěn)壓電路008、第四隔離穩(wěn)壓電路009分別是依據(jù)市電、太陽能、風(fēng)能、儲能電池四種能源自身不同特性進行設(shè)計配置，其中第四隔離穩(wěn)壓電路009具有雙向的隔離雙穩(wěn)壓功能,其連接方式為市電輸入001 —輸出通過第一隔·離穩(wěn)壓電路006連接到能源優(yōu)選控制器010另ー輸出直接連接到輸出轉(zhuǎn)換電路013，太陽能輸入002通過第二隔離穩(wěn)壓電路007連接到能源優(yōu)選控制器010，風(fēng)能輸入003通過第三隔離穩(wěn)壓電路008連接到能源優(yōu)選控制器010，儲能電池004通過第四隔離穩(wěn)壓電路009連接到能源優(yōu)選控制器010 ;此外，市電輸入001、太陽能輸入002、風(fēng)能輸入003、儲能電池004還分別與多能源交互式輔助電源005連接；多能源交互式輔助電源005與主控制電路012相連；能源優(yōu)選控制器010與逆變器011相連；逆變器011與輸出轉(zhuǎn)換電路013相連；主控制電路012分別與第一隔離穩(wěn)壓電路006、第二隔離穩(wěn)壓電路007、第三隔離穩(wěn)壓電路
008、第四隔離穩(wěn)壓電路009、能源優(yōu)選控制器010、逆變器011、輸出轉(zhuǎn)換電路013相連。本具體實施例的主要工作原理如下
在日照正?；蛘唢L(fēng)強滿足時，能源優(yōu)選控制器010選擇接入太陽能輸入002或者風(fēng)能輸入003，一路經(jīng)過逆變器011以及輸出轉(zhuǎn)換電路013為負(fù)載供電，同時通過第四隔離穩(wěn)壓電路009為儲能電池充電，另一路通過多能源交互式輔助電源005為主控制電路012供電。在日照異常且無風(fēng)時，若市電正常，能源優(yōu)選控制器010選擇接入市電輸入001，一路通過輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)003直接為負(fù)載供電,另一路通過第一隔離穩(wěn)壓電路006轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電源再經(jīng)由能源優(yōu)先選擇控制器010為儲能電池004充電，再一路通過多能源交互式輔助電源005為主控制電路012供電；若市電異常，能源優(yōu)選控制器010選擇接入儲能電池004經(jīng)過逆變器011以及輸出轉(zhuǎn)換電路013為負(fù)載供電。主控制電路012作為整個多能源冗余不間斷電源的控制核心，主要進行數(shù)據(jù)采集、邏輯運算，合理監(jiān)控各個部分模塊的工作過程，實現(xiàn)多種能源的統(tǒng)一、有效、合理分配，確保輸出電壓的穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)供電不間斷。在極端條件下，即市電輸入001、太陽輸入002、風(fēng)能輸入003、儲能電池004均無法輸出能量時，系統(tǒng)進入關(guān)閉狀態(tài)，在上述四種輸入任何一路恢復(fù)正常時將通過多能源交互式輔助電源005為主控制電路012供電使系統(tǒng)重新開機啟動，能源優(yōu)選控制器010根據(jù)實際選擇合適的能源輸入模塊重新為負(fù)載提供穩(wěn)定電能。以上具體實施例僅用來進ー步說明本發(fā)明ー種多能源冗余不間斷電源，但本發(fā)明不局限于實施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種多能源冗余的不間斷電源，包括能源輸入模塊、隔離穩(wěn)壓電路、能源優(yōu)選控制器、主控制電路、逆變器、輸出轉(zhuǎn)換電路、多能源交互式輔助電源，其特征在干 所述能源輸入模塊包括含市電輸入在內(nèi)的至少兩路能源輸入，每一路能源輸入的ー輸出與對應(yīng)的隔離穩(wěn)壓電路連接，另ー輸出與所述多能源交互式輔助電源連接，其中市電輸入的輸出還接至所述輸出轉(zhuǎn)換電路； 所述隔離穩(wěn)壓電路的輸出與所述能源優(yōu)選控制器相連； 所述能源優(yōu)選控制器的輸出與所述逆變器相連； 所述主控制電路的輸出分別與所述能源優(yōu)選控制器、隔離穩(wěn)壓電路、逆變器以及輸出轉(zhuǎn)換電路相連，用以控制整個系統(tǒng)正常運行； 所述逆變器的輸出與所述輸出轉(zhuǎn)換電路相連；· 所述輸出轉(zhuǎn)換電路的輸出連接后端負(fù)載用以為其供電； 所述多能源交互式輔助電源根據(jù)實際優(yōu)先所需的能源作為能源輸入，并與所述主控制電路連接用以為其供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多能源冗余的不間斷電源，其特征在于所述輸入能源類型包含市電、太陽能、風(fēng)能、儲能電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多能源冗余的不間斷電源，其特征在于所述能源輸入模塊有ー種及以上能源輸入時即可正常工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多能源冗余的不間斷電源，其特征在于不同能源輸入類型配置對應(yīng)的隔離穩(wěn)壓電路，其中與所述儲能電池輸入連接的隔離穩(wěn)壓電路采用雙向隔離雙穩(wěn)壓電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多能源冗余的不間斷電源，包括能源輸入模塊、隔離穩(wěn)壓電路、能源優(yōu)選控制器、逆變器、輸出轉(zhuǎn)換電路、主控制電路、多能源交互式輔助電源，所述能源輸入模塊包括含市電輸入在內(nèi)的至少兩路能源輸入。本發(fā)明將市電、太陽能、風(fēng)能、儲能電池通過各種相應(yīng)電路進行轉(zhuǎn)化和控制，能有效穩(wěn)定輸出電壓，有效克服了不間斷電源系統(tǒng)僅僅依靠市電和儲能電池的單一應(yīng)用，擴展了不間斷電源系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)多種能源的統(tǒng)一、有效、合理分配，做到新能源高效利用和不間斷電源的優(yōu)勢互補，真正實現(xiàn)綠色能源和高效能源。
文檔編號H02J9/06GK102751782SQ20121025698
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者曾奕彰, 蘇先進, 陳四雄, 陳成輝 申請人:廈門科華恒盛股份有限公司