[发明专利]高压直流供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种高压直流供电系统。

背景技术

现有的数据中心中，通常使用UPS（Uninterruptible Power System，不间断电源）为主要供电设备，但该设备存在转换效率低、输入电流谐波大、可靠性低、成本高等缺点。在此背景下，HVDC（High-Voltage Direct Current，高压直流输电）技术进入人们的视野，并逐渐走向成熟。

目前，高压直流输电技术主流的供电电压为240V，该供电技术的架构形式为，使用整流器输出和蓄电池输出接到同一直流母线上，通过直流供电控制系统实现对负载功率的供电和对蓄电池组的充放电管理。具体地，现有的高压直流供电系统中，将三相市电经过整流模块转化为240V直流电，然后供给负载使用，蓄电池组则接在直流供电母线上作为备用。该供电系统整流模块的效率高，并且单个整流模块损坏并不会影响直流母线供电，并且蓄电池组直接和负载连接，因此，供电系统的效率和可靠性均高于传统UPS供电。

如图1所示，现有的高压直流供电系统中，将三相交流电输入到整流屏中，整流屏中的整流模块联挂接在直流母线上，并通过整流模块将三相交流电进行转换输出直流电，然后经过直流屏配电后给负载供电。在正常供电时，整流屏的供电控制器提高整流模块输出的电压值至270V，蓄电池组处于浮充状态，蓄电池组此时不提供负载输出功率；在蓄电池组定期放电核容时，供电控制器降低整流模块输出的电压值至240V以下（可以根据期望的蓄电池放电截止电压来设定输出的电压值），此时整流模块无功率输出，则全部通过蓄电池组为负载输出功率。

然而，现有的高压直流输电技术存在以下问题：

1）、整流模块的容量配置通常为负载的最大负荷量和蓄电池组充电所需容量，因此导致需要设置多个整流模块，生产成本很高；

2）、整流模块存在功率损耗，导致系统整体效率低；

3）、蓄电池组输出功率不可控制，导致蓄电池组存在大容量放电的可能，影响蓄电池组的寿命；

4）、由于蓄电池组会进行定期容量巡检，即系统对蓄电池功率作积分，完成功率容量的核定，因此，蓄电池组存在核对性放电时存在控制精度不够和蓄电池组维护标准相偏离等的缺点；

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种高压直流供电系统。该系统具有实用性高、可靠性高、效率高、生产投入低的优点。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的高压直流供电系统包括：多个负载；分别为所述多个负载供电的市电直供母线；为所述多个负载供电的多个子供电系统，每个所述子供电系统进一步包括：第一整流屏，所述第一整流屏包括至少一个整流模块，所述第一整流屏的一端与交流母线相连；第一蓄电池组和一端与所述第一蓄电池组相连的第一开关；第二开关，所述第二开关的一端与所述第一整流屏和所述第一开关的另一端相连；负载用直流母线，所述负载用直流母线与所述第二开关的另一端相连，所述负载用直流母线为所述子供电系统对应的负载供电；第一供电控制器，所述第一供电控制器分别与所述第一开关和第二开关相连，所述第一供电控制器控制所述第一开关和第二开关为所述负载用直流母线供电。

根据本发明实施例的高压直流供电系统，至少存在以下优点：

1）采用一路市电和一路高压直流电的方案，高压直流电无论采用在线模式还是离线模式，供电效率都高于传统的高压直流电100%功率输出的供电方式；

2）兼容高压直流电在线模式和离线模式，充分考虑了负载受电兼容性和当前电源产品能满足的控制逻辑，因此，作为兼容模式的供电系统，其灵活性高且具有实用意义；

3）在在线模式下，实现了核对性放电测试中的恒功率（或恒电流）放电要求，更加精确、便捷地测试蓄电池组的容量，并且避免了传统大容量放电对蓄电池组造成的损伤；

4）在离线模式下，在不降低供电系统可靠性的前提下，大大减少了整流模块数量，降低了生产成本；

5）增加了蓄电池组的测试用直流母线，根据供电系统的模式和运行状态自动控制开关的通断，解决了高压直流电离线模式下蓄电池组定期放电测试的问题；

6）对蓄电池组进行放电测试使用能量回馈负载，将测试时产生的能源二次利用，节能降耗；

7）通过交直流双向变换器使蓄电池组充放电的控制更加灵活；