[发明专利]一种多能耦合无扰动不间断交直流供电系统

说明书

本发明公开了一种多能耦合无扰动不间断交直流供电系统，包括市电电源单元、发电机单元、储能单元、新能源发电单元和测控系统，市电电源单元连接有市电配电单元，市电配电单元和发电机单元通过双电源转换单元和交直流变流单元与无扰动用电单元连接，双电源转换单元用于市电电源单元和发电机单元的供电模式的切换，储能单元和新能源发电单元通过直流配电单元和交直流变流单元与无扰动用电单元连接，测控系统用于根据市电电源单元、发电机单元、储能单元和新能源发电单元的运行数据控制常规供电模式与应急供电模式的相互切换并保持无扰动用电单元不间断用电。本发明实现了市电、发电机、新能源发电和储能组成的多能源耦合的灵活调配、协同及运行。

技术领域

本发明涉及配电技术领域，更为具体来说，本发明为一种多能耦合无扰动不间断交直流供电系统。

背景技术

随着电气技术的不断进步，用电负荷对供电可靠性的要求在不断提高。由开关电源供电的计算机及控制系统，供电电压的波动和闪变可能导致其瞬间失电而丢失数据，此类负荷可定义为电压敏感负荷。市电供电虽然可靠性高，但对于电压敏感负荷，无法保证将其隔离于市电的电压波动，不能实现无扰动供电。对于重要用电负荷，例如数据中心类型的负荷，属于重要用电负荷，电压波动导致数据丢失，可能造成重大经济损失。对于这样重要的用电负荷一般会配置备用发电机，可随时起动，在市电失电时应急运行。然而，发电机的运行需完成一些必要的电气倒闸操作，会导致短时断电。发电机独立供电时对负荷的动态响应能力差，供电不稳定，随时可能导致负荷失电。实际上，如采用燃气发电机，辅以冷热联供的方式，其运行的经济性可能会优于市电。

新能源发电，即可再生能源发电，如太阳能光伏、风能、生物质能、地热能等等，为间歇式发电，一般需要市电或储能做支撑。随着新能源发电和电化学储能技术的发展，用电负荷不仅有交流供电，也出现了直流供电的形式。直流用电负荷自身具备功率调节能力，即用电负荷的柔性调节。储能系统在夜间市电电价谷值时充电，白天电价峰值时放电，达到削峰填谷的效果，也可能实现一定的经济性。但数据中心的不间断电源供电系统很难直接与新能源发电以及直流配电技术相结合。

因此，如何将多种能源进行耦合并将耦合后形成供电系统进行合理的控制，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明创新地提供了一种多能耦合无扰动不间断交直流供电系统，其可实现市电、发电机、新能源发电和储能组成的多能源耦合的灵活调配、协同及运行。

为实现上述的技术目的，本发明实施例公开了一种多能耦合无扰动不间断交直流供电系统，包括市电电源单元、发电机单元、储能单元、新能源发电单元和测控系统，所述市电电源单元连接有市电配电单元，所述市电配电单元和发电机单元通过双电源转换单元和交直流变流单元与无扰动用电单元连接，所述双电源转换单元用于市电电源单元和发电机单元的供电模式的切换，所述储能单元和新能源发电单元通过直流配电单元和交直流变流单元与无扰动用电单元连接，所述测控系统用于根据市电电源单元、发电机单元、储能单元和新能源发电单元的运行数据控制常规供电模式与应急供电模式的相互切换并保持无扰动用电单元不间断用电。

进一步的，本发明一种多能耦合无扰动不间断交直流供电系统，其中所述交直流变流单元包括整流器、逆变器、变压器和静态开关，所述储能单元通过整流器储存市电电源单元或发电机单元产生的电能，所述储能单元和新能源发电单元通过逆变器和变压器为无扰动用电单元供电，所述市电电源单元和发电机单元通过静态开关为无扰动用电单元供电。

进一步的，本发明一种多能耦合无扰动不间断交直流供电系统，其中所述测控系统包括就地测控单元、后台监控单元和能源主控单元，所述就地测控单元用于获取常规供电模式和应急供电模式下供电系统的运行数据，所述后台监控系统用于存储并以可视化的方式展示运行数据，所述能源主控单元用于根据运行数据控制常规供电模式与应急供电模式的相互切换。