[发明专利]一种分布式直流电池供电系统

说明书

本发明公开了一种分布式直流电池供电系统，该系统由多个直流电池供电系统组成，编号记为1,2,......,n，其中，n为所述直流供电系统的总数，所述多个直流供电系统共同连接在一条供电母线上，每个所述直流供电系统包括电池阵列，每个直流供电系统的所述电池阵列有相应的电池容量，所述电池阵列的电池容量与输出电流通过自动负载均衡控制方法实现自动平衡，从而每个所述直流供电系统达到放电的自动均衡。本发明利用电池容量参数作为自动调节系统等效电阻的方式，实现了自适应的放电电流调节，以及直流电池供电系统的自主调节，保证每个在线直流电池供电系统同时完成放电，而无需统一的监测和控制以及联网。

技术领域

本发明涉及一种供电系统，具体涉及一种分布式直流供电系统。

背景技术

分布式直流供电系统作为一种数据机房供电方式，应用愈发广泛。其主要特点是电池供电装置分布式部署在直流母线上，可以根据负载大小和后备需求随意增减；单个模块负载能力较低，总线的负载能力是单个模块负载能力之和；作为分布式直流电源供电装置的一个重要需求就是负载均衡：即根据汇流母线的负载大小实现每个模块的均衡放电，这样在维持总线的整体负载能力不变的情况下保证供电时效，避免“木桶效应”，即由于个别直流电池供电系统提前放电结束，导致总线负载能力下降，造成在有电能储备的情况下无法提供后备电力。

当前负载均衡的主要方式包括：

1、无稳压放电环节的电池模块，通常利用电池本身的电压与容量的对应关系实现自适应平衡：此种方式的优点是：结构简单、成本低；缺点：要求接入母线直流电池供电系统特性一致性高，不利于即插即用和后期维护；无稳压环节造成母线电压变化区间过大，不适用较高要求的数据机房；

2、利用监测装置实现负载实时监测并对全部直流电池供电系统统一输出控制：此种方式的优点是：技术成熟，实现简单；缺点：需要统一的监测和控制，结构较为复杂，包括监控装置和通讯系统等，故障点多，一旦监控装置或通讯系统出现故障，则无法实现均衡功能。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种分布式直流供电系统，该系统解决了需要统一的监测和控制，结构复杂，放电电流调节被动的问题。

技术方案：本发明所述的分布式直流供电系统，该系统由多个直流电池供电系统组成，编号记为1,2,......,n，其中，n为所述直流供电系统的总数，所述多个直流供电系统共同连接在一条供电母线上，每个所述直流供电系统包括电池阵列，每个直流供电系统的所述电池阵列有相应的电池容量，表示为σ[1],σ[2],......,σ[n]，所述电池阵列的电池容量σ[1],σ[2],......,σ[n]与输出电流通过自动负载均衡控制方法实现自动平衡，从而每个所述直流供电系统达到放电的自动均衡；

所述自动负载均衡控制方法，具体步骤包括：

(1)表示出每个直流供电系统的所述电池阵列的电池容量σ[1],σ[2],......,σ[n]和所述电池阵列的实时等效内阻；

(2)根据所述电池阵列的实时等效内阻、直流供电系统的空载输出电压以及所述母线电压表示直流供电系统的实时放电电流；

(3)通过每个直流供电系统的实时放电电流和电压之间的关系，得到每个直流供电系统实时放电电流与每个所述直流供电系统的电池阵列的电池容量之间的关系式；

(4)所述电池阵列的基础内阻R₀和所述关系式中的调节系数K选择一定的值，可实现每个直流供电系统同时完成放电。

优选的，步骤(1)中，所述电池容量σ[1],σ[2],......,σ[n]分别表示为：