CN112186877B - 一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于应急供电技术领域，具体涉及一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制方法。采用单独双向储能逆变器与受控切换开关捆绑联动并利用电参数实时采样追踪供电电源的电压、频率、相位，并以电压源模式并接运行，实现储能在线无缝切换供电；克服了现有技术采用两个逆变器投资大、交流转直流再转交流能量损耗大，体积重量大增加运输成本和难度等诸多缺点，并且提高效率降低成本。

Description

一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制 方法

技术领域

本发明属于应急供电技术领域，具体涉及一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制方法。

背景技术

电力应急保障是当今社会越来越离不开的工具与手段，应急供电车是其普遍且有效的方式之一。如何能够安装快捷，确保不间断供电并且在电源之间切换时做到无缝切换是应急保电供电的关键技术；现有技术的方案是采用两个双向储能逆变器背靠背通过交流转直流再转交流方式实现无缝切换(如CN109687492A)；其控制简单，但是缺点显著，如采用两个逆变器投资大、交流转直流再转交流能量损耗大，体积也大增加运输成本和难度。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷，本发明采用单独双向储能逆变器与受控切换开关捆绑联动并利用电参数实时采样追踪，实现储能在线无缝切换供电。具体公开了一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制方法，其特征在于：提供车载储能在线无缝切换供电装置，包括储能单元管理系统、双向储能逆变器、储能单元、监控系统、系统总线、受控切换开关、电参数采用传感器、电网侧连接端子、用电侧连接端子、装置电力输入输出电力线；所述双向储能逆变器与装置电力输入输出电力线相连；所述储能单元与双向储能逆变器相连；所述受控切换开关安装在装置电力输入输出电力线上并且在电网侧连接端子与双向储能逆变器连接处之间；所述电参数采用传感器安装在装置电力输入输出电力线上并且在受控切换开关与电网侧连接端子之间；所述监控系统通过系统总线分别连接储能单元管理系统、双向储能逆变器、受控切换开关、电参数采用传感器，构成储能在线无缝切换供电装置的监控链路；

所述储能单元管理系统实时监测储能单元中储能部件的电压、电流、温度、电量；

所述基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置连接及控制方法包括：

储能在线无缝切换供电装置由电网侧连接端子连接电网供电电力线并通过电网供电开关连接电网电源，同时由电网侧连接端子连接备用电源供电电力线并通过备用电源供电开关连接备用电源电源，形成电网电源和备用电源电源选通供电的电力路径；由用电侧连接端子连接用电负荷电力线并通过负荷用电开关连接用电负荷，形成负荷用电的电力路径；由此构成应急供电车的储能在线无缝切换供电系统，其运行控制方法及步骤为：

步骤K1：监控系统控制开启储能在线无缝切换供电装置且自检正常时闭合受控切换开关，断开备用电源供电开关并顺次闭合电网供电开关、负荷用电开关，构成电网电源为用电负荷供电的电力路径；

步骤K2：监控系统13控制开启双向储能逆变器，由双向储能逆变器根据电参数采样传感器的信息参实时数追踪电网电力线的电压、频率、相位并运行在电压源模式，构成与电网并接的电压源即在线备用储能电源；

步骤K3：当电网电源发生故障时，接入装置电力输入输出电力线的电压源双向储能逆变器出力供电，同时监控系统控制断开受控切换开关，此时的电能由储能单元放电供给；

步骤K4：当需要接入备用电源供电时，备用电源供电开关闭合，由双向储能逆变器根据电参数采用传感器的信息参数实时追踪电网电力线的电压、频率、相位并在同期后，由监控系统控制受控切换开关闭合，构成备用电源为用电负荷供电的电力路径，并且双向储能逆变器与备用电源并接的电压源即在线备用储能电源；

步骤K5：电网电源恢复正常时，断开备用电源供电开关并闭合电网供电开关，与备用电源并接的电压源双向储能逆变器出力供电，同时监控系统控制断开受控切换开关，此时的电能由储能单元放电供给，由双向储能逆变器根据电参数采用传感器信息参数实时追踪电网电力线的电压、频率、相位并在同期后，由监控系统控制受控切换开关闭合，构成电网电源为用电负荷供电的电力路径；

步骤K6：储能在线无缝切换供电装置需要退出时，顺次断开负荷用电开关、电网供电开关、受控切换开关以及关停储能在线无缝切换供电装置，此时拆出电网侧连接端子和用电侧连接端子，储能在线无缝切换供电装置成功退出，再将电网供电电力线与用电负荷电力线连接并顺次闭合电网供电开关和负荷用电开关，恢复电网电源为用电负荷供电。

一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制方法，采用单独双向储能逆变器与受控切换开关捆绑联动并利用电参数实时采样追踪供电电源的电压、频率、相位，并以电压源模式并接运行，实现储能在线无缝切换供电；克服了现有技术采用两个逆变器投资大、交流转直流再转交流能量损耗大，体积重量大增加运输成本和难度等诸多缺点，并且提高效率降低成本。

附图说明

图1为一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置的构成原理示意图。

具体实施方式

作为实施例子，结合附图对一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制方法给予说明，但是，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。

如图1所示，一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制方法，其特征在于：提供车载储能在线无缝切换供电装置，包括储能单元管理系统10、双向储能逆变器11、储能单元12、监控系统13、系统总线14、受控切换开关15、电参数采用传感器16、电网侧连接端子17、用电侧连接端子18、装置电力输入输出电力线19；所述双向储能逆变器11与装置电力输入输出电力线19相连；所述储能单元12与双向储能逆变器11相连；所述受控切换开关15安装在装置电力输入输出电力线19上并且在电网侧连接端子17与双向储能逆变器11连接处之间；所述电参数采用传感器16安装在装置电力输入输出电力线19上并且在受控切换开关15与电网侧连接端子17之间；所述监控系统13通过系统总线14分别连接储能单元管理系统10、双向储能逆变器11、受控切换开关15、电参数采用传感器16，构成储能在线无缝切换供电装置的监控链路；

所述储能单元管理系统10实时监测储能单元12中储能部件的电压、电流、温度、电量；

所述基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置连接及控制方法包括：

储能在线无缝切换供电装置由电网侧连接端子17连接电网供电电力线23并通过电网供电开关22连接电网电源21，同时由电网侧连接端子17连接备用电源供电电力线43并通过备用电源供电开关42连接备用电源电源41，形成电网电源21和备用电源电源41选通供电的电力路径；由用电侧连接端子18连接用电负荷电力线33并通过负荷用电开关32连接用电负荷31，形成负荷用电的电力路径；由此构成应急供电车的储能在线无缝切换供电系统，其运行控制方法及步骤为：

步骤K1：监控系统13控制开启储能在线无缝切换供电装置且自检正常时闭合受控切换开关15，断开备用电源供电开关42并顺次闭合电网供电开关22、负荷用电开关32，构成电网电源21为用电负荷31供电的电力路径；

步骤K2：监控系统13控制开启双向储能逆变器11，由双向储能逆变器11根据电参数采样传感器16的信息参实时数追踪电网电力线的电压、频率、相位并运行在电压源模式，构成与电网并接的电压源即在线备用储能电源；

步骤K3：当电网电源21发生故障时，接入装置电力输入输出电力线19的电压源双向储能逆变器11出力供电，同时监控系统13控制断开受控切换开关15，此时的电能由储能单元12放电供给；

步骤K4：当需要接入备用电源41供电时，备用电源供电开关42闭合，由双向储能逆变器11根据电参数采用传感器16的信息参数实时追踪电网电力线的电压、频率、相位并在同期后，由监控系统13控制受控切换开关15闭合，构成备用电源41为用电负荷31供电的电力路径，并且双向储能逆变器11与备用电源并接的电压源即在线备用储能电源；

步骤K5：电网电源21恢复正常时，断开备用电源供电开关42并闭合电网供电开关22，与备用电源并接的电压源双向储能逆变器11出力供电，同时监控系统13控制断开受控切换开关15，此时的电能由储能单元12放电供给，由双向储能逆变器11根据电参数采用传感器16信息参数实时追踪电网电力线的电压、频率、相位并在同期后，由监控系统13控制受控切换开关15闭合，构成电网电源21为用电负荷31供电的电力路径；

步骤K6：储能在线无缝切换供电装置需要退出时，顺次断开负荷用电开关32、电网供电开关22、受控切换开关15以及关停储能在线无缝切换供电装置，此时拆出电网侧连接端子17和用电侧连接端子18，储能在线无缝切换供电装置成功退出，再将电网供电电力线23与用电负荷电力线33连接并顺次闭合电网供电开关22和负荷用电开关32，恢复电网电源21为用电负荷31供电。

一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制方法，采用单独双向储能逆变器与受控切换开关捆绑联动并利用电参数实时采样追踪供电电源的电压、频率、相位，并以电压源模式并接运行，实现储能在线无缝切换供电；克服了现有技术采用两个逆变器投资大、交流转直流再转交流能量损耗大，体积重量大增加运输成本和难度等诸多缺点，并且提高效率降低成本。

需要说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管所述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其能够对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置，其特征在于：提供车载储能在线无缝切换供电装置，包括储能单元管理系统、双向储能逆变器、储能单元、监控系统、系统总线、受控切换开关、电参数采用传感器、电网侧连接端子、用电侧连接端子、装置电力输入输出电力线；所述双向储能逆变器与装置电力输入输出电力线相连；所述储能单元与双向储能逆变器相连；所述受控切换开关安装在装置电力输入输出电力线上并且在电网侧连接端子与双向储能逆变器连接处之间；所述电参数采用传感器安装在装置电力输入输出电力线上并且在受控切换开关与电网侧连接端子之间；所述监控系统通过系统总线分别连接储能单元管理系统、双向储能逆变器、受控切换开关、电参数采用传感器，构成储能在线无缝切换供电装置的监控链路；

所述储能单元管理系统实时监测储能单元中储能部件的电压、电流、温度、电量；

所述基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置连接及控制方法包括：

储能在线无缝切换供电装置由电网侧连接端子连接电网供电电力线并通过电网供电开关连接电网电源，同时由电网侧连接端子连接备用电源供电电力线并通过备用电源供电开关连接备用电源，形成电网电源和备用电源选通供电的电力路径；由用电侧连接端子连接用电负荷电力线并通过负荷用电开关连接用电负荷，形成负荷用电的电力路径；由此构成应急供电车的储能在线无缝切换供电系统，其运行控制方法及步骤为：

步骤K1：监控系统控制开启储能在线无缝切换供电装置且自检正常时闭合受控切换开关，断开备用电源供电开关并顺次闭合电网供电开关、负荷用电开关，构成电网电源为用电负荷供电的电力路径；

步骤K2：监控系统控制开启双向储能逆变器，由双向储能逆变器根据电参数采样传感器的信息参数实时追踪电网电力线的电压、频率、相位并运行在电压源模式，构成与电网并接的电压源即在线备用储能电源；

步骤K3：当电网电源发生故障时，接入装置电力输入输出电力线的电压源双向储能逆变器出力供电，同时监控系统控制断开受控切换开关，此时的电能由储能单元放电供给；

步骤K4：当需要接入备用电源供电时，备用电源供电开关闭合，由双向储能逆变器根据电参数采用传感器的信息参数实时追踪电网电力线的电压、频率、相位并在同期后，由监控系统控制受控切换开关闭合，构成备用电源为用电负荷供电的电力路径，并构成双向储能逆变器与备用电源并接的电压源在线备用储能电源；

步骤K5：电网电源恢复正常时，断开备用电源供电开关并闭合电网供电开关，与备用电源并接的电压源双向储能逆变器出力供电，同时监控系统控制断开受控切换开关，此时的电能由储能单元放电供给，由双向储能逆变器根据电参数采用传感器信息参数实时追踪电网电力线的电压、频率、相位并在同期后，由监控系统控制受控切换开关闭合，构成电网电源为用电负荷供电的电力路径；

步骤K6：储能在线无缝切换供电装置需要退出时，顺次断开负荷用电开关、电网供电开关、受控切换开关以及关停储能在线无缝切换供电装置，此时拆出电网侧连接端子和用电侧连接端子，储能在线无缝切换供电装置成功退出，再将电网供电电力线与用电负荷电力线连接并顺次闭合电网供电开关和负荷用电开关，恢复电网电源为用电负荷供电。

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