[发明专利]基于蓄电池串并联组合的直流电源系统

说明书

本发明公开了一种基于蓄电池串并联组合的直流电源系统，包括交流配电装置、监控装置、功率变换器、防反装置和单体蓄电池；所述单体蓄电池包括串接式的单体蓄电池和等效并联式的单体蓄电池；所述单体蓄电池是串并联组合的，所述串接式的单体蓄电池物理上是串接在一起的，用于在大负载投入或者支路短路的时提供极大的冲击电流；所述串接式的单体蓄电池同时又通过功率变换器间接并联，使得对蓄电池的一致性要求降低，并能实现单个蓄电池的充放电。本发明的有益效果：供电可靠性高；通过串接式的单体蓄电池防止电压跌落；易于实现系统内蓄电池的均衡充电；监控装置可实现直流母线与充电策略的互动，功率变换器的输出电流均流度高。

技术领域

本发明涉及电力供应和蓄电池应用领域，尤其是涉及一种供电可靠性高，能够节省放电负载成本，实现能量的有效使用，对单体蓄电池之间一致性要求较低，易于实现系统内蓄电池的均衡充电，总体成本低的基于蓄电池串并联组合的直流电源系统。

背景技术

传统一体化电力直流电源系统解决了以前二次电源配置混乱、分散管理、兼容性差等缺点。但蓄电池组由交直流变换器（AC/DC模块）统一充电，因此对蓄电池的型号、容量、使用期限等性能参数一致性要求非常高，难以实现蓄电池的均衡充电，同时由于直流母线处仅有两种供电方式，交直流变换器和蓄电池，相对而言可靠性不是太高。

新一代智能电力一体化电源逐步在我国开始推广，相较于传统的一体化电源系统，其改变了蓄电池组串联工作方式，通过开关电源模块将蓄电池组间接并联，因此具有直流系统可靠性较高、维护方便、节约资源、环境友好、智能化程度高等优点。但是由于蓄电池并不接于直流母线处，其存在如下几个问题：（1）负载动态跳变时，直流母线处电压存在较大波动；（2）支路短路时，直流母线电压因无足够能量支撑，将导致整个直流系统停电。

中国专利公告号为CN102214945A，于2011年10月12号，公开了一种基于蓄电池并联的直流电源系统，包括交流配电单元，交流配电单元连接多个变换器，每个变换器上均连接有蓄电池；多个变换器经系统直流母线连接到直流配电单元，直流配电单元输出端连接负载；还包括检测交流配电单元的运行状况、并根据运行状况控制变换器、以及向上位机报告所述运行状况的监控单元；变换器将交流配电单元输出的交流电变为高压直流电，并在交流配电单元正常运行时，给蓄电池充电、经直流配电单元给负载供电，或者在交流配电单元异常时，利用蓄电池存储的能量给负载供电。本发明利用高频变换器技术将单体低压蓄电池转换为所需直流电压输出，系统中所有蓄电池互相隔离，从而实现蓄电池的无限制并联扩大系统容量。但其不足之处是：该系统的可靠性较低，无法提供瞬时冲击电流，而且无法防止支路短路时的直流母线电压跌落。

发明内容

本发明为了克服现有技术中供电可靠性较低，蓄电池一致性要求高，无法提供瞬时冲击电流，无法防止支路短路时的直流母线电压跌落的不足，提出了一种供电可靠性高，能够节省放电负载成本，实现能量的有效使用，对单体蓄电池之间一致性要求较低，易于实现系统内蓄电池的均衡充电，总体成本低的基于蓄电池串并联组合的直流电源系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于蓄电池串并联组合的直流电源系统，包括交流配电装置、监控装置、功率变换器、防反装置和单体蓄电池；所述单体蓄电池包括串接式的单体蓄电池和等效并联式的单体蓄电池；所述交流配电装置分别与监控装置和功率变换器电连接；所述功率变换器分别与串接式的单体蓄电池、等效并联式的单体蓄电池和监控装置电连接；防反装置一端接于串接式的单体蓄电池的正端，另一端接于直流母线的正线端；

所述单体蓄电池是串并联组合的，所述串接式的单体蓄电池物理上是串接在一起的，用于在大负载投入或者支路短路的时提供极大的冲击电流；所述串接式的单体蓄电池同时又通过功率变换器间接并联，使得对蓄电池的一致性要求降低，并能实现单个蓄电池的充放电。

所述监控装置，用于对交流配电装置的部件的工作情况、功率变换器的工作情况和直流母线的电压情况进行监控；