[发明专利]一种混合不间断电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及不间断电源系统，特别涉及一种混合不间断电源系统。

背景技术

随着科技的发展，大型计算机，数据中心和医疗器械等等的应用越来越广，同时各种非线性负载的增加，对电网供电质量的要求越来越高。越来越多的对供电质量敏感的电气设施需要不间断电源进行供电，防止由于停电造成不可估量的损失，如大型数据中心，银行电信系统的数据处理中心、电信通讯系统的基站，卫星控制检测中心，医院手术进行中使用的医疗器械任何一个短时的停电都会对用户、设备和患者造成难以估量的损失或对生命安全的威胁。因此，对电源系统的可靠性来说是至关重要的，这也是对UPS可靠性的要求。

常用的作为备用电源的不间断电源系统包括静态UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源系统)和旋转UPS。静态UPS有离线式，在线式，在线互动式三种模式。如图1所示，现有常用的静态在线式UPS的结构示意图，采用电力电子技术把电网电源通过整流器和逆变器转换为负载需要的高性能、高可靠性的电源。电池组在整流器故障时为负载提供短时能量，与此同时完成从主路到旁路的切换过程。静态UPS有其独特的优点，如效率和可靠性高、输出电源的畸变小等，但是也有其不足的地方，如输出的阻抗大，对非线性负载的适应性差，成本高等。如图2所示，现有常用的旋转UPS的结构示意图，在输入电源正常时交流电机和发电机为负载提供电源，在输入电源间断时电池通过变换器驱动直流电机，直流电机与发电机同轴，带动发电机继续为负载提供能量。在电池提供能量的时间内输入电源完成向旁路的切换过程。直流电机作为为负载提供电源的主要部件，其优点是技术成熟可靠性高、输出阻抗小，但由于主要部件是机械结构所以维护费高，对瞬态频率响应的速度慢。

由于现有静态在线式UPS和旋转UPS均存在不足，如何避免上述两种系统的不足，又可利用上述两种系统的优点，即输出阻抗小，输出电源畸变小，可靠性高，瞬态过载能力强和动态频率响应快，对功率等级没有限制，能够实现对后级负载提供及时可靠的不间断电源，保证后级负载设备的安全运行，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合不间断电源系统，为后级负载设备提供及时可靠的不间断电源，保证后级负载设备的安全运行。

为解决上述问题，本发明提供一种混合不间断电源系统，所述系统包括：快速电源切断装置、发电机、柴油机、电动/发电机装置、双向变换器和电池；

所述发电机，与所述快速电源切断装置相连；

所述柴油机，通过离合器与所述发电机相连；

所述电池，与所述双向变换器相连，双向变换器与所述电动/发电机装置相连；

所述发电机与所述电动/发电机装置同轴；

所述快速电源切断装置，串联在输入电源和后级负载设备的通路中；当输入电源出现故障或电源中断时快速断开输入电源和后级负载设备的通路；在输入电源正常时，输入电源通过所述发电机和所述电动/发电机装置及所述双向变换器对所述电池充电；当输入电源故障时，所述电池放电，通过所述双向变换器、电动/发电机装置和发电机向所述后级负载设备提供能量；

在所述电池放电向所述后级负载设备提供能量的同时所述柴油机完成启动过程，所述柴油机正常启动后所述电池停止供电，所述柴油机带动所述发电机向所述后级设备提供电源。

优选地，所述输入电源是中压电网经电站变压器后提供的电源。

优选地，所述后级负载设备为中压输入电源分配单元、服务器和负载点。

优选地，所述系统包括设置在所述快速电源切断装置和所述输入电源之间的检测单元，所述检测单元用于采样所述快速电源切断装置前端的电压信号和/或电流信号；

所述系统包括与所述检测单元相连的控制器，所述控制器根据所述检测单元采样的输入电源的电压信号和/或电流信号，判断所述输入电源出现故障或电源中断时，快速断开输入电源和后级负载设备的通路。

优选地，所述系统还包括与所述发电机、电动/发电机相连的发电机、电动/发电机转速检测单元，所述发电机、电动/发电机转速检测单元检测到的信号送到所述控制器，通过所述控制器控制所述发电机、电动/发电机的运行状态。

优选地，所述系统还包括与所述双向变换器相连的双向变换器电流、电压信号检测单元，所述双向变换器电流、电压信号检测单元检测到的信号送到所述控制器，所述控制器控制所述双向变换器的工作状态，所述双向变换器工作在整流模式时给后级电池充电，所述双向变换器工作在逆变模式时电池进行放电。