CN110957720A - 一种稳定供电的电源系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稳定供电的电源系统及方法。为了克服现有技术在母线故障时，需要一直保持供电；且需要保持电压和频率的稳定的问题，本发明采用包括发电机组、交流电网、负载、电压传感器、频率检测器、补偿电源、频率变换器、控制开关和与交流电网连接的备用电源，发电机组给交流电网发电，交流电网将电输出给负载，所述负载包括下级配电网络和现场设备；补偿电源通过控制开关连接交流电网，控制开关接收检测的电压，控制补偿电源供电或充电；频率变换器接收检测到的频率，控制发电机组的发电频率。不仅保证了供电系统一种供电，提高了供电的持续稳定性，也保证了供电的电压和频率的稳定性，提高供电质量。

Description

一种稳定供电的电源系统及方法

技术领域

本发明涉及一种供电技术领域，尤其涉及一种稳定供电的电源系统及方法。

背景技术

电能在我们的生活、生产中起到重大的作用，被广泛地应用于包括动力、交通、照明、纺织的各个领域，推动科学技术发展和人民经济的发展。电网的稳定供电影响着人民的生活和生产，所以民众对于电网的稳定供电有急迫的需求。现在的电网供电在用电高峰期往往还是存在电压低的问题，导致影响用户的生活和生产；电网输出电的频也影响用电的质量；在母线故障时，也需要保持一直供电，不停电维修。

为了提高供电的稳定性，有许多的对供电系统的改进。例如，一种在中国专利文献上公开的“一种供电系统及供电方法”，其公告号“CN 110148955A”，包括：交流电网、控制器、蓄电池和双向变换器；该供电系统的工作原理为：控制器，用于确定交流电网电压低于预设电压时，且确定蓄电池的容量大于第一预设容量时，控制双向变换器将该蓄电池的直流逆变为交流向该交流电网输出电能；控制器，还用于确定交流电网电压大于额定电压时，且确定蓄电池的容量小于第二预设容量时，控制双向变换器将该交流电网的交流整流为直流给蓄电池充电；其中，第一预设容量小于所述第二预设容量。该系统只稳定了供电系统的电压，而没有解决供电系统的输出电的频率变化和母线故障时，需要保持一直处于供电状态的问题。

发明内容

本发明主要解决现有技术在母线故障时，不能一直保持供电；且在用电高峰时，难以保证供给电压稳定的问题；提供一种稳定供电的电源系统，能在母线故障时，提供一个电源，一直保持电网的供电，且在用电高峰时，也能保持输出电压和频率的稳定，保证输出电的质量。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明一种稳定供电的电源系统，包括发电机组、交流电网、负载和与交流电网连接的备用电源，交流电网将电输出给负载，所述负载包括下级配电网络和现场设备；其特征在于，所述的电源系统还包括

电压传感器，检测交流电网输出的电压；

频率检测器，在交流电网输出的电压小于额定电压阈值时，检测交流电网输出的频率；

补偿电源，连接交流电网；

控制开关，接收检测的电压，当交流电网输出电压大于额定电压阈值，且补偿电源电量小于第一电量阈值时，控制补偿电源充电；当交流电网输出电压小于额定电压阈值，且输出频率处于额定频率阈值内，且补偿电源电量大于第二电量阈值时，或当补偿电源电量小于第二电量阈值时，控制补偿电源充电；

频率变换器，接收检测到的频率，控制发电机组的发电频率。

检测电压的电压传感器、检测频率的频率监测器和控制发电机频率的频率变换器都是现有常见的设备。在正常情况下，发电机组发电，交流电网将电能传输给负载。当交流电网或发电机组出故障，需要停电时，备用电源代替交流电网为负载供电，给维修提供时间。当检测到的输出电压低于额定电压时，且供电的频率在额定频率阈值内，且补偿电源的电量大于第一电量阈值时，控制开关控制补偿电源给负载供电，一直达到额定电压；第一电量阈值时补偿电源电量的90%。当检测到的频率不在额定频率阈值时，频率变换器控制控制发电机组的发电频率，使得频率达到稳定的额定值，电机同步平衡。当交流电网输出电压小于额定电压阈值，且输出频率处于额定频率阈值内，且补偿电源电量大于第二电量阈值时，或当补偿电源电量小于第二电量阈值时，控制补偿电源充电。第二电量阈值为补偿电源的电量的25%，保证补偿电源在使用时有足够的电量为系统供电。该系统能够保证供电不断，使电能一直持续，且保证了输出电能的质量，电压和频率达到额定值，达到有功功率和无功功率的平衡值。提供了不仅供电稳定，且供电质量稳定的供电系统。

作为优选，所述的补偿电源包括整流电路、逆变电路和带电量计的电池组；整流电路为四个晶闸管构成的全桥整流电路，逆变电路为四个晶闸管构成的全桥逆变电路；整流电路的输入端与交流电网相连接，整流电路的输出端与电池组向连接；逆变电路的输入端与电池组相连接，逆变电路的输出端与交流电网相连接。整流电路将交流电变化为直流电，为电池组充电，逆变电路将电池组中的直流电变换为交流电，，当交流电网中电压不足时，增加交流电网的电压。电池组带电量检测装置，能够监测电池组的电量，用于判断电池是否充电和放电。采用能充放电的补偿电源，保证了电网输出的电压大小稳定，大于额定电压，保证用户的用电。

作为优选，所述的控制开关为单刀三置的开关；第一触点设置在交流电网与整流电路输入端之间，第二触点悬空，第三触点设置在交流电网与逆变电路输出端之间；所述的第一触点和第三触点为电磁触点。控制开关根据接收到的电压比较信号和电量比较信号判断补偿电源是处于充电模式、放电模式还是待机模式，能根据补偿电源的电量和输出电压的大小自动控制补偿电源的状态，保证补偿电源有足够的电量为交流电网补偿电压，也进一步保证了输出电压大小的稳定，使得输出电压不低于额定电压。

作为优选，所述的控制开关包括逻辑控制电路，所述的逻辑控制电路包括第一电量比较器、第二电量比较器、电压比较器、与门U1、与门U2、非门U3和非门U4；电压比较器的正输入端为额定电压，负输入端连接电压传感器，输出端连接非门U3的输入端，非门U3的输出端连接与门U1的一个输入端，电压比较器的输出端连接与门U2的一个输入端；第一电量比较器的正输入端为第一电量阈值，负输入端连接电量计的输出端，输出端连接与门U1的另一个输入端，与门U1的输出端连接控制开关的第一触点；第二电量比较器的正输入端为第二电量阈值，负输入端连接电量计的输出端，输出端连接控制开关的第一触点，第二电量比较器的输出端连接非门U4的输入端，非门U4的输出端连接与门U2的另一个输入端，与门U2的输出端连接控制开关的第三触点。电压传感器检测输出电压的大小，变送为标准信号，进入电压比价器的输入端。第一电量阈值为补偿电源总电量的90%，第二电量阈值为补偿电源总量的25%。保证补偿电源有足够的电量为交流电网补偿电压，在电量不足时不供电，保证不干扰交流电网的输出，保证交流电网的输出是一个稳定的值。

作为优选，所述的交流电网包括第一母线和第二母线，第一母线和第二母线之间通过联络开关连接，第一母线和第二母线连接不同负载；所述的备用电源为柴油发电机，柴油发电机的输出端分别连接第一母线和第二母线。第一母线和第二母线分担不同负载，减少了两个母线各自的压力，有足够的余量能够带动更多负载，保证了电网的安全稳定；联络开关通常断开，当一条母线出故障需要维修时，联络开关闭合，另一条母线为两路负载供电，保证了负载暂时性的不断电，给备用电源的加入和故障母线检修提供时间；用柴油发电机发电，供电的电力足够大，在一路母线出故障时减轻供电母线的压力，在两路母线都出故障时，保证电网的正常供电，给母线的维修提供时间。保证了电网不间断供电。

作为优选，所述的交流电网包括第一母线和第二母线，第一母线和第二母线之间通过联络开关连接，第一母线和第二母线连接不同负载；所述的备用电源为第三母线，第三母线通过联络开关分别与第一母线和第二母线连接，第三母线热备用。相比于柴油发电机，使用第三母线的好处是接入的时间短，一直热备用，只需要将联络开关闭合就能为电网供电，几乎没有启动时间，保证了电网能够一直持续供电，且切换快速，能源环保。

作为优选，所述的方法包括以下步骤：

S1：检测母线是否供电，若母线故障则开启备用电源，进入步骤S2，若母线正常，则进入步骤S2；

S2：检测电压是否小于额定电压，若电压正常，则结束检测，若电压小于额定电压，则进入步骤S3；

S3：检测频率是否正常，若频率正常，则进入步骤S41，如果频率不正常，则频率变换器控制发电机组频率，之后进入步骤S42；

S41：补偿电源供电，使电压达到供电的额定电压，结束检测；

S42：再次检测电压是否小于额定电压，如果电压正常，则结束检测，如果电压小于额定电压，则使用补偿电源供电，使电压达到供电的额定电压，结束检测。

首先检测母线是否供电，保证电网的供电一直持续，如果母线不供电，则使用备用电源供电；再检测电网输出的电压是否小于额定电压，如果不小于额定电压，则说明供电正常，结束此次检测，再从第一步循环检测；如果电网输出电压小于额定电压，再检测频率是否与额定的频率相同，如果频率达到额定频率，则说明是负载用电量太大，母线输出的电压不够支持负荷，那么使用补偿电源加入交流电网供电，使得交流电网输出的电压大小达到额定电压；如果频率检测的结果与额定不同，说明发电机组的发电能力小于需求的发电能力，通过频率变化器改变发电机组的发电频率，提高发电机组的发电能力，使得有功功率和无功功率达到平衡，之后再次检测输出的电压是否达到额定电压，如果提高了发电机组的发电能力后输出电压达到额定电压，则结束此次检测，如果输出电压依旧小于额定电压，则使用补偿电源加入交流电网供电，使得交流电网的输出电压大小达到额定电压，之后结束此次检测调整。

作为优选，所述的步骤S2中，如果电压大小大于额定电压，且补偿电源电量小于第一电量阈值，则控制开关第一触点闭合，补偿电源充电。在检测输出电压时，如果输出的电压大于额定电压，则说明有多余的电能，此时检测补偿电源的电量，如果补偿电源的电量小于第一电量阈值，即补偿电源总电量的90%，那么控制开关打到第一触点，控制补偿电源充电。利用多余的电能给补偿电源充电，既能够节约电能，又能过保证补偿电源有足够的电量，在当需要补偿电源供电时，能够有足够的电量为交流电网提供电能。

作为优选，所述的步骤S41包括以下步骤：

S411：判断补偿电源的电量大小，如果补偿电源电量小于第二电量阈值，则闭合控制开关第一触点，补偿电源充电，如果补偿电源电量大于第二电量阈值，进入步骤S412；

S412：闭合控制开关第三触点，补偿电源供电，使电压达到供电的额定电压，结束检测。

在补偿电源为交流电网供电之间，先检查补偿电源是否有足够的电量为交流电网供电，如果补偿电源的电量小于第二电量阈值，即补偿电源总电量的25%，则说明补偿电源的电量不足够为交流电网供电，闭合控制开关第一触点，为补偿电源充电，如果补偿电源电量大于第二电量阈值，则说明补偿电源有足够的电量为交流电网供电，控制开关打到第三触点，补偿电源为交流电网供电。保证了补偿电源有足够的电量为交流电网供电，保证了在使用补偿电源时，电压大小的稳定性，不会出现低电量的干扰。

作为优选，所述的步骤S42包括以下步骤：

S421：判断电压是否小于额定电压，若电压正常，则结束检测，如果电压小于额定电压，则进入步骤S422；

S422：判断补偿电源电量大小，如果补偿电源电量小于第二电量阈值，则闭合控制开关第一触点，补偿电源充电，如果补偿电源电量大于第二电量阈值，则进入步骤S423；

S423：闭合控制开关第三触点，补偿电源供电，使电压达到供电的额定电压，结束检测。

在补偿电源为交流电网供电之前，先检查补偿电源是否有足够的电量为交流电网供电，如果补偿电源的电量小于第二电量阈值，即补偿电源总电量的25%，则说明补偿电源的电量不足够为交流电网供电，闭合控制开关第一触点，为补偿电源充电，如果补偿电源电量大于第二电量阈值，则说明补偿电源有足够的电量为交流电网供电，控制开关打到第三触点，补偿电源为交流电网供电。保证了补偿电源有足够的电量为交流电网供电，保证了在使用补偿电源时，电压大小的稳定性，不会出现低电量的干扰。

本发明的有益效果是：

1.使用备用电源，保证了交流电网持续供电，不断电，保证了持续稳定供电。

2.使用第三母线作为备用电源，提高了备用电源切入的速度，保证交流电网持续稳定供电。

3.使用补偿电源，根据电压传感器的反馈，保持输出的电压不小于额定电压，保证了输出电压的稳定。

4.在输出电压大于额定电压是补偿电源充电，既节约了电能，又保证补偿电源有足够的电量为交流电网供电。

5.频率变换器控制发电机组频率，保证发电机组发电量满足需求量，保证了有功功率和无功功率的平衡。

附图说明

图1是本发明的一种供电系统连接结构框图。

图2是本发明的实施例一中的一种交流电网和备用电源的连接图。

图3是本发明的实施例二中的一种交流电网和备用电源的连接图。

图4是本发明的一种补偿电源电路图。

图5是本发明的一种控制开关的逻辑电路图。

图6是本发明的一种方法流程图。

图中1.发电机组，2.交流电网，21.联络开关，3.备用电源，31.柴油发电机，32.第三母线4.负载，5.电压传感器，6.频率检测器，7.控制开关，8.补偿电源，81.整流电路，82.逆变电路，83.电池组，9.频率变换器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例一：

本实施例的一种稳定供电的电源系统，如图1所示，包括发电机组1、交流电网2、负载4和与交流电网连接的备用电源3，备用电源3可以是柴油发电机31，也可以是另外的第三母线32；发电机组1按照一定的频率发电，交流电网2将发出的电输出给负载4，所述负载4包括下级配电网络和现场设备。电源系统还包括检测交流电网2输出的电压大小的电压传感器5、检测频率的频率检测器6、补偿电源8、频率变换器9和控制开关7，补偿电源8通过控制开关7连接交流电网2，控制开关7接收检测的电压，控制补偿电源8为交流电网2供电或者从交流电网2中充电；频率变换器9接收检测到的频率，控制发电机组1的发电频率。

在正常情况下，发电机组发电，交流电网将电能传输给负载。当交流电网或发电机组出故障，需要停电时，备用电源代替交流电网为负载供电，给维修提供时间。当检测到的输出电压低于额定电压时，控制开关控制补偿电源给负载供电，一直达到额定电压。当检测到的频率与额定频率不同时，频率变换器控制控制发电机组的发电频率，使得频率达到稳定的额定值，电机同步平衡。该系统能够保证供电不断，使电能一直持续，且保证了输出电能的质量，电压和频率达到额定值，达到有功功率和无功功率的平衡值。提供了不仅供电稳定，且供电质量稳定的供电系统。

如图2所示，交流电网2包括第一母线和第二母线，第一母线和第二母线之间通过联络开关21连接，第一母线和第二母线各自连接不同负载4。备用电源3为柴油发电机31，柴油发电机的输出端分别连接第一母线和第二母线。第一母线和第二母线通过两个联络开关21构成环网结构。第一母线和第二母线分担不同负载4，减少了两个母线各自的压力，有足够的余量能够带动更多负载，保证了电网的安全稳定；联络开关21通常断开，当一条母线出故障需要维修时，联络开关21闭合，另一条母线为两路负载4供电，保证了负载4暂时性的不断电，给备用电源3的加入和故障母线检修提供时间.用柴油发电机31发电，供电的电力足够大，在一路母线出故障时减轻供电母线的压力，在两路母线都出故障时，保证电网的正常供电，给母线的维修提供时间。保证了电网不间断供电。

如图4所示，补偿电源包括整流电路81、逆变电路82和带电量计的电池组83；电池组83可以为不间断电源UPS、铅锌蓄电池组或超级电容。控制开关为单刀三置的开关，开关包括第一触点a，第二触点b和第三触点c。第一触点a和第三触点c为电磁触点。整流电路81为四个晶闸管构成的全桥整流电路，包括晶闸管D1、晶闸管D2、晶闸管D3和晶闸管D4，晶闸管D1和晶闸管D2的阴极相连接，晶闸管D3和晶闸管D4的阳极相连接，晶闸管D3的阴极连接晶闸管D1的阳极，晶闸管D4的阴极连接晶闸管D2的阳极，晶闸管D2的阴极连接电池组83的正极，晶闸管D4的阳极连接电池组83的负极。逆变电路82为四个晶闸管构成的全桥逆变电路，包括晶闸管D5、晶闸管D6、晶闸管D7和晶闸管D8，晶闸管D7和晶闸管D8的阴极相连接，晶闸管D5和晶闸管D6的阳极相连接，晶闸管D5的阴极连接晶闸管D7的阳极，晶闸管D6的阴极连接晶闸管D8的阳极，晶闸管D6的阳极连接电池组83的正极，晶闸管D8的阴极连接电池组83的负极。整流电路81中的晶闸管D1和晶闸管D2的阳极作为整流电路81的输入端，与交流电网相连接，晶闸管D2的阳极连接零线，晶闸管D1的阳极连接控制开关7的第一触点a。逆变电路82中晶闸管D5和晶闸管D6的阴极作为逆变电路82的输出端，与交流电网相连接，晶闸管D5的阴极连接零线，晶闸管D6的阴极连接控制开关7的第三触点c。控制开关7的第二触点b悬空，控制开关7连接火线。

整流电路将交流电变化为直流电，为电池组充电，逆变电路将电池组中的直流电变换为交流电，当交流电网中电压不足时，增加交流电网的电压。电池组带电量检测装置，能够监测电池组的电量，控制开关根据接收到的电压比较信号和电量比较信号判断补偿电源是处于充电模式、放电模式还是待机模式。能根据补偿电源的电量和输出电压的大小自动控制补偿电源的状态，保证补偿电源有足够的电量为交流电网补偿电压，也进一步保证了输出电压大小的稳定，使得输出电压不低于额定电压。

如图5所示，控制开关包括逻辑控制电路，逻辑控制电路包括第一电量比较器U6、第二电量比较器U7、电压比较器U5、与门U1、与门U2、非门U3和非门U4；电压比较器U5的正输入端为额定电压Vref，负输入端连接电压传感器5，接收电网输出电压V，输出端连接非门U3的输入端，非门U3的输出端连接与门U1的一个输入端，电压比较器5的输出端连接与门U2的一个输入端；第一电量比较器U6的正输入端为第一电量阈值Q1，负输入端连接电量计的输出端，接收补偿电源8的电量大小Q，第一电量比较器U6的输出端连接与门U1的另一个输入端，与门U1的输出端连接控制开关7的第一触点a；第二电量比较器U7的正输入端为第二电量阈值Q2，负输入端连接电量计的输出端，接收补偿电源8的电量大小Q，输出端连接控制开关7的第一触点a，第二电量比较器U7的输出端连接非门U4的输入端，非门U4的输出端连接与门U2的另一个输入端，与门U2的输出端连接控制开关7的第三触点c。第一电量阈值Q1为补偿电源8总电量的90%，第二电量阈值Q2为补偿电源总量的25%。第一电量阈值Q1、第二电量阈值Q2和额定电压Vref为认为设定的值。保证补偿电源8有足够的电量为交流电网2补偿电压，在电量不足时不供电，保证不干扰交流电网2的输出，保证交流电网2的输出是一个稳定的值。

本实施例的一种稳定供电的方法，采用所述的电源系统，如图6所示，包括以下步骤：

S1：检测母线是否供电，若母线故障则开启备用电源，进入步骤S2，若母线正常，则进入步骤S2。

首先检测母线是否供电，保证电网的供电一直持续，如果母线不供电，则使用备用电源3供电。

S2：检测电压是否小于额定电压，若电压正常，则结束检测，若电压小于额定电压，则进入步骤S3；

检测电网输出的电压V是否小于额定电压Vref，本实施例中，额定电压大小为35kV，电压传感器检测输出信号，变送为标准信号，所以额定电压Vref的大小为17mA，如果输出电压为35kV，则检测到的电压经过变送后，电压V为17mA。如果电压V不小于额定电压Vref，则说明供电正常，结束此次检测，再从第一步循环检测；如果电网输出电压V小于额定电压Vref，再检测频率是否与额定的频率相同，本实施例中，额定频率为50Hz，频率检测正常范围的上限是52Hz，频率检测正常范围的下限是48Hz，如果检测到的频率在48Hz到52Hz之间，为正常值，如果超过52Hz或低于48Hz，则频率为不正常。

如果电压V大小大于额定电压Vref，且补偿电源电量Q小于第一电量阈值Q1，则控制开关7第一触点a闭合，补偿电源8充电。在检测输出电压V时，如果输出的电压V大于额定电压Vref，则说明有多余的电能，此时检测补偿电源8的电量，如果补偿电源8的电量Q小于第一电量阈值Q1，即补偿电源8总电量的90%，那么控制开关7打到第一触点a，控制补偿电源充电。利用多余的电能给补偿电源8充电，既能够节约电能，又能过保证补偿电源8有足够的电量Q，在当需要补偿电源8供电时，能够有足够的电量为交流电网2提供电能。

S3：检测频率是否正常，若频率正常，则进入步骤S41，如果频率不正常，则频率变换器9控制发电机组1频率，之后进入步骤S42；

S41：补偿电源8供电，使电压V达到供电的额定电压Vref，结束检测；

检测频率是否与额定的频率相同，如果频率达到额定频率，则说明是负载4用电量太大，母线输出的电压不够支持负荷，那么使用补偿电源8加入交流电网2供电，使得交流电网2输出的电压V大小达到额定电压Vref；如果频率检测的结果与额定频率不同，说明发电机组1的发电能力小于需求的发电能力，通过频率变化器9改变发电机组的发电频率，提高发电机组1的发电能力，使得有功功率和无功功率达到平衡。

S411：判断补偿电源的电量大小，如果补偿电源电量小于第二电量阈值Q2，则闭合控制开关7第一触点a，补偿电源8充电，如果补偿电源8电量Q大于第二电量阈值Q2，进入步骤S412；

S412：闭合控制开关7第三触点c，补偿电源8供电，使电压V达到供电的额定电压Vref，结束检测。

S42：再次检测电压V是否小于额定电压Vref，如果电压V正常，则结束检测，如果电压V小于额定电压Vref，则使用补偿电源8供电，使电压V达到供电的额定电压Vref，结束检测。

再次检测输出的电压V是否达到额定电压Vref，如果提高了发电机组1的发电能力后输出电压V达到额定电压Vref，则结束此次检测，如果输出电压V依旧小于额定电压Vref，则使用补偿电源8加入交流电网2供电，使得交流电网2的输出电压V大小达到额定电压Vref，之后结束此次检测调整。

S421：判断电压V是否小于额定电压Vref，若电压V正常，则结束检测，如果电压V小于额定电压Vref，则进入步骤S422；

S422：判断补偿电源电量Q大小，如果补偿电源8电量Q小于第二电量阈值Q2，则闭合控制开关7第一触点a，补偿电源8充电，如果补偿电源8电量Q大于第二电量阈值Q2，则进入步骤S423；

S423：闭合控制开关7第三触点c，补偿电源8供电，使电压V达到供电的额定电压Vref，结束检测。

在补偿电源8为交流电网2供电之前，先检查补偿电源8是否有足够的电量Q为交流电网2供电，如果补偿电源8的电量Q小于第二电量阈值Q2，即补偿电源8总电量的25%，则说明补偿电源8的电量Q不足够为交流电网2供电，闭合控制开关7第一触点a，为补偿电源8充电，如果补偿电源8电量Q大于第二电量阈值Q2，则说明补偿电源8有足够的电量Q为交流电网2供电，控制开关7打到第三触点c，补偿电源8为交流电网2供电。保证了补偿电源8有足够的电量Q为交流电网2供电，保证了在使用补偿电源8时，电压V大小的稳定性，不会出现低电量的干扰。

实施例二：

本实施例的一种稳定供电的电源系统，如图3所示，交流电网包括第一母线和第二母线，第一母线和第二母线之间通过联络开关21连接，第一母线和第二母线连接不同负载4；备用电源3为第三母线32，第三母线32通过联络开关21分别与第一母线和第二母线连接，第三母线32热备用。使用第三母线32接入的时间短，一直热备用，只需要将联络开关21闭合就能为交流电网2供电，几乎没有启动时间，保证了电网能够一直持续供电，且切换快速，能源环保。本实施例相比于实施例改变了备用电源3的选用和与交流电网2的连接方式，其他与实施例一相同。

本发明使用备用电源，保证了交流电网持续供电，不断电，保证了持续稳定供电。使用第三母线作为备用电源，提高了备用电源切入的速度，保证交流电网持续稳定供电。使用补偿电源，根据电压传感器的反馈，保持输出的电压不小于额定电压，保证了输出电压的稳定。在输出电压大于额定电压是补偿电源充电，既节约了电能，又保证补偿电源有足够的电量为交流电网供电。频率变换器控制发电机组频率，保证发电机组发电量满足需求量，保证了有功功率和无功功率的平衡。既保证了供电的持续的稳定性，有保证了供电的质量的稳定性。

Claims (10)

1.一种稳定供电的电源系统，包括发电机组（1）、交流电网（2）、负载（4）和与交流电网（2）连接的备用电源（3），交流电网（2）将电输出给负载（4），所述负载（4）包括下级配电网络和现场设备；其特征在于，所述的电源系统还包括

电压传感器（5），检测交流电网（2）输出的电压；

频率检测器（6），在交流电网（2）输出的电压小于额定电压阈值时，检测交流电网（2）输出的频率；

补偿电源（8），连接交流电网（2）；

控制开关（7），接收检测的电压，当交流电网（2）输出电压大于额定电压阈值，且补偿电源（8）电量小于第一电量阈值时，控制补偿电源（8）充电；当交流电网（2）输出电压小于额定电压阈值，且输出频率处于额定频率阈值内，且补偿电源（8）电量大于第二电量阈值时，或当补偿电源（8）电量小于第二电量阈值时，控制补偿电源充电；

频率变换器（9），接收检测到的频率，控制发电机组（1）的发电频率。

2.根据权利要求1所述的一种稳定供电的电源系统，其特征在于，所述的补偿电源（8）包括整流电路（81）、逆变电路（82）和带电量计的电池组（83）；整流电路（81）为四个晶闸管构成的全桥整流电路（81），逆变电路（82）为四个晶闸管构成的全桥逆变电路（82）；整流电路（81）的输入端与交流电网（2）相连接，整流电路（81）的输出端与电池组（83）向连接；逆变电路（82）的输入端与电池组（83）相连接，逆变电路（82）的输出端与交流电网（2）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种稳定供电的电源系统，其特征在于，所述的控制开关（7）为单刀三置的开关；第一触点设置在交流电网（2）与整流电路（81）输入端之间，第二触点悬空，第三触点设置在交流电网（2）与逆变电路（82）输出端之间；所述的第一触点和第三触点为电磁触点。

4.根据权利要求1所述的一种稳定供电的电源系统，其特征在于，所述的控制开关（7）包括逻辑控制电路，所述的逻辑控制电路包括第一电量比较器、第二电量比较器、电压比较器、与门U1、与门U2、非门U3和非门U4；电压比较器的正输入端为额定电压，负输入端连接电压传感器（5），输出端连接非门U3的输入端，非门U3的输出端连接与门U1的一个输入端，电压比较器的输出端连接与门U2的一个输入端；第一电量比较器的正输入端为第一电量阈值，负输入端连接电量计的输出端，输出端连接与门U1的另一个输入端，与门U1的输出端连接控制开关（7）的第一触点；第二电量比较器的正输入端为第二电量阈值，负输入端连接电量计的输出端，输出端连接控制开关（7）的第一触点，第二电量比较器的输出端连接非门U4的输入端，非门U4的输出端连接与门U2的另一个输入端，与门U2的输出端连接控制开关（7）的第三触点。

5.根据权利要求1所述的一种稳定供电的电源系统，其特征在于，所述的交流电网（2）包括第一母线和第二母线，第一母线和第二母线之间通过联络开关（21）连接，第一母线和第二母线连接不同负载（4）；所述的备用电源（3）为柴油发电机（31），柴油发电机（31）的输出端分别连接第一母线和第二母线。

6.根据权利要求1所述的一种稳定供电的电源系统，其特征在于，所述的交流电网（2）包括第一母线和第二母线，第一母线和第二母线之间通过联络开关（21）连接，第一母线和第二母线连接不同负载（4）；所述的备用电源（3）为第三母线（32），第三母线（32）通过联络开关（21）分别与第一母线和第二母线连接，第三母线（32）热备用。

7.一种稳定供电的方法，采用权利要求1~6任意一项中的一种稳定供电的电源系统，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

S1：检测母线是否供电，若母线故障则开启备用电源（3），进入步骤S2，若母线正常，则进入步骤S2；

S2：检测电压是否小于额定电压，若电压正常，则结束检测，若电压小于额定电压，则进入步骤S3；

S3：检测频率是否正常，若频率正常，则进入步骤S41，如果频率不正常，则频率变换器（9）控制发电机组（1）频率，之后进入步骤S42；

S41：补偿电源（8）供电，使电压达到供电的额定电压，结束检测；

S42：再次检测电压是否小于额定电压，如果电压正常，则结束检测，如果电压小于额定电压，则使用补偿电源（8）供电，使电压达到供电的额定电压，结束检测。

8.根据权利要求7所述的一种稳定供电的方法，其特征在于，所述的步骤S2中，如果电压大小大于额定电压，且补偿电源（8）电量小于第一电量阈值，则控制开关（7）第一端闭合，补偿电源（8）充电。

9.根据权利要求7所述的一种稳定供电的方法，其特征在于，所述的步骤S41包括以下步骤：

S411：判断补偿电源（8）的电量大小，如果补偿电源（8）电量小于第二电量阈值，则闭合控制开关（7）第一端，补偿电源（8）充电，如果补偿电源（8）电量大于第二电量阈值，进入步骤S412；

S412：闭合控制开关（7）第三端，补偿电源（8）供电，使电压达到供电的额定电压，结束检测。

10.根据权利要求7所述的一种稳定供电的方法，其特征在于，所述的步骤S42包括以下步骤：

S421：判断电压是否小于额定电压，若电压正常，则结束检测，如果电压小于额定电压，则进入步骤S422；

S422：判断补偿电源（8）电量大小，如果补偿电源（8）电量小于第二电量阈值，则闭合控制开关（7）第一端，补偿电源（8）充电，如果补偿电源（8）电量大于第二电量阈值，则进入步骤S423；

S423：闭合控制开关（7）第三端，补偿电源（8）供电，使电压达到供电的额定电压，结束检测。

Images