[发明专利]核电站直流电源混合供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及电源核电站供电技术领域，尤其涉及一种核电站直流电源混合供电系统。

背景技术

目前核电站中广泛使用铅酸蓄电池组储能，以给直流电源供供电。铅酸蓄电池的生产工艺简单、价格便宜且可大电流放电，但存在能量密度低、体积重量大的不足，使得其实际应用中占地空间较大，生产成本大。在现有的核电站的核电站直流电源混合供电系统，采用200AH容量的LNA直流系统，其蓄电池组总重量达到超过1000KG(单个2V铅酸蓄电池重量约为18KG)，且铅酸蓄电池需定期巡视液位、加液，而且这种负液的铅酸蓄电池组必须垂直放置，不能多层布局，在现有核电站厂房设计布局下，难以实现增加各蓄电池室空间，无法实现蓄电池组容量的大幅提高。

锂电池具有免维护、能量密度大(约为铅酸蓄电池的5倍)、长寿命、体积小、安全性高等特点，可多层布置，便于组合形成大容量锂电池组储能系统，可在一定程度上替换铅酸蓄电池组给直流电源供电。但现有锂电池在浮充条件下大幅缩短其使用寿命，若将锂电池替代铅酸蓄电池，可在一定程度上提高蓄电池组的供电容量。若将铅酸蓄电池组替换为锂电池组给核电站的直流电源供电，120V直流200AH锂电池组重量约为200Kg，是相同容量铅酸蓄电池重量的五分之一，且可进行多层布置，容易形成相同占地面积下5倍于铅酸蓄电池的储能密度。但锂电池浮充过程中容易出现电解质膨胀，存在安全隐患，而且其电池使用寿命短，需经常更换锂电池，经济成本增加。

另外，根据GB/T14546-2008【核电厂直流电力系统设计推荐实施方法】、DL/T5044-2004【电力工程直流系统设计技术规程】，核电站蓄电池容量设计要求：一般在外部电源或充电器失效时可独立带负荷运行1～2个小时，日本福岛事故后，国家核安全局建议核电站直流电源系统蓄电池独立带载能力需提高到6小时以上。这要求蓄电池组的容量在现有基础上提高3倍以上。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种核电站直流电源混合供电系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种核电站直流电源混合供电系统，包括直流母线、第一交流母线、第二交流母线、设置于第一交流母线与直流母线之间的充电器、连接于所述直流母线上的负载和铅酸蓄电池组、与直流母线相连的锂电池组、分别与所述第二交流母线和所述锂电池组相连的用于控制所述锂电池组充放电的双向变流器、以及分别与所述铅酸蓄电池组和所述锂电池组相连的用于切换铅酸蓄电池组和锂电池组以给所述直流母线供电的切换控制机构；

所述直流母线的电压值正常时，所述锂电池组与所述直流母线的连接断开；所述直流母线的电压值下降至预设警戒值且持续时间未达到第一延时时间，通过所述铅酸蓄电池组给所述直流母线供电且保持所述锂电池组与所述直流母线处于连接断开状态；所述直流母线的电压值下降至预设警戒值且持续时间达到第一延时时间而未达到第二延时时间，通过所述锂电池组和所述铅酸蓄电池组给所述直流母线供电；所述直流母线的电压值下降至预设警戒值且持续时间达到第二延时时间，通过所述锂电池组给所述直流母线供电，所述铅酸蓄电池组给所述直流母线处于连接断开状态。

优选地，所述切换控制机构包括设置于所述铅酸蓄电池组与所述直流母线之间的第一开关、设置于所述锂电池组与所述直流母线之间的第二开关、用于控制所述第一开关和所述第二开关通断的切换控制组件、以及设置于所述锂电池组与所述直流母线之间的用于避免所述直流母线给所述锂电池组供电的反向截止二极管。

优选地，所述切换控制组件包括用于检测所述直流母线的电压值的母线电压检测仪、用于产生定时信号的定时器、分别与所述母线电压检测仪和所述定时器相连的切换控制单元，所述切换控制单元与所述第一开关和所述第二开关相连，用于根据所述电压值和所述定时信号来控制所述第一开关和所述第二开关的通断；所述母线电压检测仪与所述直流母线相连。

优选地，所述切换控制组件还包括与所述切换控制单元相连的用于显示所述直流母线的电压值的第一显示设备和与所述切换控制单元相连的第一报警设备。

优选地，所述第一开关和所述第二开关为合分闸开关。