[发明专利]一种超级电容储能辅助供电系统、供电系统及供电方法

说明书

本发明公开了一种超级电容储能辅助供电系统、供电系统及供电方法，主要解决冲击负载对交流电网的影响，采用在交流电网入口处安装超级电容储能辅助供电系统，具体包括开关单元、变压器、AC/DC变流器、DC/DC变流器和超级电容器；开关单元的输入端与交流电网相连；变压器的输入端与开关单元的输出端相连，输出端与AC/DC变流器的输入端相连；AC/DC变流器的输出端与DC/DC变流器的输入端相连，用于实现交流电与直流电双向转换；DC/DC变流器的输出端与超级电容器相连，用于实现直流电双向流动；超级电容器用于实现能量在不同工况下的存储及释放，从而实现交流电网与超级电容器的能量交换。上述方案具有结构简单、保持交流电网电压稳定、可适用于不同工况等优点。

技术领域

本发明主要涉及供电技术领域，特指一种超级电容储能辅助供电系统、供电系统及供电方法。

背景技术

冲击负荷是具有周期性或非周期性，突然变化很大的负荷，如离心机，电弧炼钢炉、轧钢机等。一般出现最大负荷的时间很短，但其峰值可能是其平均负荷的数倍或数十倍，而某些交流电网的容量并不能满足冲击负荷最大瞬时功率需求。当冲击负荷变化幅值相对于系统容量较大时，会对电力系统产生较大影响，很有可能引起系统频率的连续震荡，电压摆动，危害电力设备正常运行。因此，如何在现行的交流电网容量下，满足冲击负荷各种运行工况需求，减少冲击负荷对交流电网的影响具有重要意义。

在10kV电网供电系统中，现行的某些冲击负荷正常运转所需功率不会超过10kV电网容量，而在某些特殊情况下最大瞬时功率需求将远远超过10kV电网的容量，而重新对10kV电网进行改造、扩大容量，不仅工作量大，而且成本较高、经济效益差。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、保持交流电网电压稳定、适用于不同工况下的超级电容储能辅助供电系统、供电系统及供电方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种超级电容储能辅助供电系统，安装于有冲击负载的交流电网入口处，包括开关单元、变压器、AC/DC变流器、DC/DC变流器和超级电容器；

所述开关单元的输入端与所述交流电网相连，用于实现整个系统的停送电及故障保护；

所述变压器的输入端与所述开关单元的输出端相连，所述变压器的输出端与所述AC/DC变流器的输入端相连，用于实现三相交流电压变换；

所述AC/DC变流器的输出端与所述DC/DC变流器的输入端相连，用于实现交流电与直流电双向转换；

所述DC/DC变流器的输出端与所述超级电容器相连，用于实现直流电双向流动；

所述超级电容器用于实现能量在不同工况下的存储及释放。

作为上述技术方案的进一步改进：

当超级电容器工作在充电状态时，AC/DC变流器从交流侧取电，将交流电转换成直流电，交流电网能量流向超级电容器，DC/DC变流器工作在Buck DC/DC调压模式；

当超级电容器工作在放电状态时，AC/DC变流器从直流侧取电，将直流电转换成交流电；交流电网从超级电容器取电，DC/DC变流器工作在Boost DC/DC调压模式。

本发明还公开了一种交流电网供电系统，包括交流电网以及安装于交流电网入口处的一个以上的如上所述的超级电容储能辅助供电系统；当所述超级电容储能辅助供电系统的数量为多个，多个所述超级电容储能辅助供电系统并联安装于交流电网的入口处。

本发明还公开了一种基于如上所述的交流电网供电系统的供电方法，包括：