一種智能化儲能式應急電源系統的製作方法

2023-05-17 11:19:46 1

一種智能化儲能式應急電源系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種智能化儲能式應急電源系統，涉及電源系統，該系統中，充電機的輸入端通過整流開關與380VAC的主電源輸入端相連，輸出端與電池開關的一端以及逆變器的輸入端相連，電池開關的另一端與後備鋰離子電源相連；逆變器的輸出端與靜態切換開關的逆變輸入端相連，靜態切換開關的旁路輸入端通過市電旁路開關與380VAC的主電源輸入端連接，靜態切換開關的輸出端連接輸出開關的輸入端，輸出開關的輸出端連接負載；維修旁路開關一端與380VAC的主電源輸入端相連，另一端直接連接負載。本發明提供的應急電源系統為儲能式的充電、放電、監控一體化電源，具有環保、節能、無汙染、不間斷供電的特點。
【專利說明】一種智能化儲能式應急電源系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電源系統，尤其是一種智能化儲能式應急電源系統。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展，對供電可靠性的要求越來越高，一旦某些重要設施供電系統突然發生故障而中斷供電，將會破壞社會的正常秩序，甚至造成重大的政治影響和經濟損失。然而，電力故障突發性強，斷電情況必須考慮，因此就需要做到供電電源的不間斷，即考慮應急電源。重要的保供電場所,應急搶修,應急救災等也迫切地需要應急電源。
[0003]目前廣泛使用的應急電源有柴油機發電和以鉛酸電池為後備的應急電源。其中，柴油發電的缺點是不能長時間空載運行、無法做到不間斷供電、噪音大、廢氣汙染、耗費一次能源等。鉛酸蓄電池的缺點是重金屬汙染、能量比小、壽命短、笨重等。

【發明內容】

[0004]本發明提供一種智能化儲能式應急電源系統，用於解決現有柴油發電不能長時間空載運行、無法做到不間斷供電、噪音大、廢氣汙染、耗費一次能源等問題和鉛酸蓄電池的缺點是重金屬汙染、能量比小、壽命短、笨重等問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供一種智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，該系統包括後備鋰離子電源1、整流開關3、充電機4、逆變器5、電池開關6、靜態切換開關
7、市電旁路開關8、維修旁路開關9、輸出開關10 ;所述充電機4的輸入端通過所述整流開關3與380VAC的主電源輸入端相連，輸出端與所述電池開關6的一端以及所述逆變器5的輸入端相連，所述電池開關6的另一端與所述後備鋰離子電源I相連；所述逆變器5的輸出端與靜態切換開關7的逆變輸入端相連，所述靜態切換開關7的旁路輸入端通過所述市電旁路開關8與380VAC的主電源輸入端連接，所述靜態切換開關7的輸出端連接輸出開關10的輸入端，所述輸出開關10的輸出端連接負載；所述維修旁路開關9 一端與380VAC的主電源輸入端相連，另一端直接連接負載。
[0006]優選地，所述後備鋰離子電源I包括:智能監測模塊11、電池組12、充放電保護模組13 ;所述電池開關6和電池組12相連；所述電池組12和智能監測模塊11連接，用於為智能監測模塊11提供電源；所述智能監測模塊11還和充放電保護模組13連接，所述充放電保護模組13還和所述電池組12連接；所述智能監測模塊11用於監測所述電池組12的工作狀態並控制充放電保護模組13對電池組12的充放電過程進行保護；所述充放電保護模組13採用功率器件對所述電池組12的充放電迴路分斷或者閉合，是實現電池組12充放電過程的保護的執行機構。
[0007]優選地，所述充放電保護模組13包括48VDC線圈操作電源14和充放電負荷開關15 ;所述充放電負荷開關15的一端與所述48VDC線圈操作電源14相連，另一端與所述電池組12連接；所述48VDC線圈操作電源14還與所述智能監控模塊11連接。
[0008]優選地，所述智能化儲能式應急電源系統還包括液晶面板32、測控裝置29、絕緣檢測模塊30和用於採集電池組12的母線總電流的電流傳感器33 ;所述智能監測模塊11包括:主控模塊111、採集模塊112、DC/DC雙向恆流模塊113和主電源模塊114 ;所述主控模塊111、採集模塊112、DC/DC雙向恆流模塊113通過CAN總線相連；所述主電源模塊114是一個輸入範圍為300VDC到450VDC，輸出為48VDC的電源模塊，其輸入端分別連接所述電池組12母線的總正極和總負極，輸出端分別與所述主控模塊111、採集模塊112的電源進線端子連接，為所述主控模塊111和採集模塊112提供電源；所述採集模塊112用於實時採集所述電池組12中的各節單體電池的電壓和溫度數據，並將採集到的數據通過CAN總線發送給所述主控模塊111 ;所述DC/DC雙向恆流模塊113是一個具有雙向換能的分布式智能均衡充電模塊，通過CAN總線與所述主控模塊111通訊，用於根據所述主控模塊111下發的均衡指令將所述電池組12中單節電壓過高的電池的能量傳輸到電池組12母線的總正極和總負極上，並用於從電池組12母線上取能單獨對電池組12中單節電壓過低的電池充電；所述主控模塊111用於實時採集所述電池組12的總電壓和母線總電流，根據所採集的數據判斷電池組12是充電狀態還是放電狀態，如有異常則發充電保護或放電保護指令給充放電保護模組13以實現對電池組12的充放電保護功能；主控模塊111還根據採集模塊112發來的各節單體電池的電壓和溫度數據，在單節電池能量失衡時向DC/DC雙向恆流模塊113下發均衡指令；所述主控模塊111採用具有ARM架構的32位微處理器stm32fl07作為CPU平臺，其硬體資源包括5個串口、I個乙太網通信口和2個CAN控制器；所述5個串口選為RS232或RS485總線，分別對接所述液晶面板32、程序維護串口、充電機4、逆變器5以及測控裝置與絕緣檢測模塊；所述乙太網通信口用於和後臺上位機連接；所述2個CAN控制器分別定義為內CAN和外CAN，所述內CAN通過CAN總線與所述採集模塊112和DC/DC雙向恆流模塊113通信；所述微處理器stm32fl07的電流採集端子連接所述電流傳感器33，充放電控制端子24連接所述充放電保護模組13，母線電壓採集端子連接所述電池組12母線；其中，所述測控裝置29和絕緣檢測模塊30共用一個主控模塊111的串口，所述測控裝置29用於測量系統總輸入和總輸出的電壓、電流、功率及功率因數，根據測量的數據監控系統運行情況並計算系統效率；所述絕緣檢測模塊30用於監測所述電池組12的母線對地的絕緣情況，如有異常則發告警信號；所述液晶面板32用於顯示所述主控模塊111發來的數據。
[0009]優選地，所述電池組12為由120節標稱電壓為3.2V的磷酸鐵鋰電池依次串聯得到的384V母線。
[0010]優選地，所述電池組12以15個磷酸鐵鋰電池為一組，共8組依次串聯得到標稱電壓為384V的母線；所述智能監測模塊11包含8個分別採集每組15個串聯的磷酸鐵鋰電池數據的採集模塊112。
[0011]優選地，所述採集模塊112還用於實時計算其所採集的電池組的剩餘電量百分t匕、單體電池的最高電壓、最低電壓和電池溫度，通過CAN總線與主控模塊111實時通訊並將自身採集及計算出的所有數據上傳給主控模塊111 ;主控模塊111用於將採集模塊112發來的數據發送給液晶面板32顯示。
[0012]優選地，上述任一種智能化儲能式應急電源系統中靜態切換開關7通過進行雙電源快速切換，實現為負載無間斷供電的目的；當380VAC主電源輸入帶負載工作時，斷開所述維修旁路開關9，380VAC主電源輸入依次經過所述市電旁路開關8、靜態切換開關7的旁路輸入端、輸出開關10給負載進行供電；當靜態切換開關7檢測到380VAC主電源故障時，則會在5ms內切換到逆變輸入端，連接逆變器5的輸出，此時所述後備鋰離子電源I中的電池組12經過電池開關6、逆變器5、靜態切換開關7和輸出開關10給負載提供電源。
[0013]優選地，上述任一種智能化儲能式應急電源系統中，當380VAC主電源帶負載工作時，若所述智能監測模塊11檢測到其監控的任一部件發生故障，則斷開所述整流開關3、電池開關6、市電旁路開關8和輸出開關10，閉合所述維修旁路開關9，380VAC主電源輸入經過所述維修旁路開關9直接對負載進行供電。
[0014]優選地，所述380VAC主電源輸入、整流開關3、充電機4、電池開關6、後備鋰離子電源I構成充電迴路，所述智能監測模塊11與充電機4通過RS485通訊，設定所述380VAC主電源為後備鋰離子電源I充電時的充電參數，並監測充電過程。
[0015]優選地，該系統還包括與所述後備鋰離子電源I連接的電動汽車直流充電接口 2，所述電動汽車直流充電接口 2與電動汽車充電站的直流充電樁相連，所述智能監測模塊11中的所述外CAN通過CAN總線連接電動汽車充電站的直流充電樁；所述智能監測模塊11通過CAN總線與電動汽車充電站的直流充電樁通信，設置電動汽車充電站的直流充電樁為所述後備鋰離子電源I充電時的充電參數並監測充電過程。
[0016]本發明的上述技術方案的有益效果如下:
[0017]本發明利用最新的電力電子技術及嵌入式技術，設計智能化儲能式的充電、放電、監控一體化電源，具有可以用市電充電也可以用電動汽車充電站的直流充電樁快速充電的靈活充電方式，達到對傳統應急電源系統進行創新性設計和產品級實現的目標，並解決了現有柴油發電不能長時間空載運行、無法做到不間斷供電、噪音大、廢氣汙染、耗費一次能源等問題，同時也解決了鉛酸蓄電池的缺點是重金屬汙染、能量比小、壽命短、笨重等問題。本發明提供的系統具有環保、節能、無汙染、不間斷供電的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發明實施例提供的一種智能化儲能式應急電源系統結構示意圖；
[0019]圖2為本發明實施例提供的另一種智能化儲能式應急電源系統結構示意圖；
[0020]圖3為智能監測模塊11的優選實施方式；
[0021]圖4所示為圖3中的以32位微處理器stm32fl07作為CPU平臺的主控模塊111的各埠和外部模塊的連接示意圖；
[0022]圖5為本發明實施例提供的另一種智能化儲能式應急電源系統結構示意圖；
[0023]附圖標記說明:
[0024]1、後備鋰離子電源，2、電動汽車直流充電接口，3、整流開關，4、充電機，5、逆變器，6、電池開關，7、靜態切換開關，8、市電旁路開關，9、維修旁路開關，10、輸出開關，11、智能監測模塊，12、電池組，13、充放電保護模組，14、48VDC線圈操作電源，15充放電負荷開關，16?20、串口，21、乙太網通信口，23、電流採集端子，24、充放電控制端子，25、內CAN，26、外CAN, 27、母線電壓採集端子，28、驅動出口，29、測控裝置，30、絕緣檢測模塊，31、上位機，32、液晶面板，33、電流傳感器，34、斷路器，111、主控模塊，112、採集模塊，113、DC/DC雙向恆流模塊，114、主電源模塊，115、15節串聯池組。
【具體實施方式】[0025]為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0026]圖1所示為本發明實施例提供的一種智能化儲能式應急電源系統結構示意圖，該系統包括後備鋰離子電源1、整流開關3、充電機4、逆變器5、電池開關6、靜態切換開關7、市電旁路開關8、維修旁路開關9、輸出開關10。充電機4的輸入端通過整流開關3與380VAC的主電源輸入端相連，輸出端與電池開關6的一端以及逆變器5的輸入端相連，電池開關6的另一端與後備鋰離子電源I相連；逆變器5的輸出端與靜態切換開關7的逆變輸入端相連，靜態切換開關7的旁路輸入端通過市電旁路開關8與380VAC的主電源輸入端連接，靜態切換開關7的輸出端連接輸出開關10的輸入端，輸出開關10的輸出端連接負載；維修旁路開關9 一端與380VAC的主電源輸入端相連，另一端直接連接負載。
[0027]優選地，如圖2所示，本發明實施例提供的另一種智能化儲能式應急電源系統中後備鋰離子電源I包括:智能監測模塊11、電池組12、充放電保護模組13。其中，電池開關6和電池組12相連；電池組12和智能監測模塊11連接，用於為智能監測模塊11提供電源；智能監測模塊11還和充放電保護模組13連接，充放電保護模組13還和電池組12連接，智能監測模塊11用於監測電池組12的工作狀態並控制充放電保護模組13對電池組12的充放電過程進行保護；充放電保護模組13採用功率器件對電池組12的充放電迴路分斷或者閉合，是實現電池組12充放電過程的保護的執行機構。
[0028]優選地，圖2中的充放電保護模組13包括48VDC線圈操作電源14和充放電負荷開關15 ;充放電負荷開關15的一端與48VDC線圈操作電源14相連，另一端與電池組12連接；48VDC線圈操作電源14還與智能監控模塊11連接。
[0029]圖3所示為智能監測模塊11的優選實施方式，該智能監測模塊包括:主控模塊111、至少一個採集模塊112、DC/DC雙向恆流模塊113和主電源模塊114。其中，主控模塊
111、採集模塊112、DC/DC雙向恆流模塊113通過CAN總線相連。
[0030]主電源模塊114是一個輸入範圍為300VDC到450VDC，輸出為48VDC的電源模塊，其輸入端分別連接電池組12母線的總正極BA+和總負極BA-，輸出端分別與主控模塊111、採集模塊112的電源進線端子連接，為主控模塊111和採集模塊112提供電源。
[0031]採集模塊112用於實時採集電池組12中的各節單體電池的電壓和溫度數據，並將採集到的數據通過CAN總線發送給主控模塊111。
[0032]DC/DC雙向恆流模塊113是一個具有雙向換能的分布式智能均衡充電模塊，通過CAN總線與主控模塊111通訊，用於根據主控模塊111下發的均衡指令將電池組12中單節電壓過高的電池的能量傳輸到電池組12母線的總正極和總負極上，並用於從電池組12母線上取能單獨對電池組12中單節電壓過低的電池充電。
[0033]主控模塊111用於實時採集電池組12的總電壓和母線總電流，根據所採集的數據判斷電池組12是充電狀態還是放電狀態，如有異常則發充電保護或放電保護指令給充放電保護模組13以實現對電池組12的充放電保護功能；主控模塊111還根據採集模塊112發來的各節單體電池的電壓和溫度數據，在單節電池能量失衡時向DC/DC雙向恆流模塊113下發均衡指令。
[0034]優選地，電池組12為由120節標稱電壓為3.2V的磷酸鐵鋰電池依次串聯得到的384V母線。更佳地，電池組12的120節電池以15個為一組，共分為8組，8組依次串聯得到標稱電壓為384V的母線，此時智能監測模塊11包含8個分別用於採集每個15節串聯池組115數據的採集模塊112，具體如圖3中所示。
[0035]優選地，上述智能化儲能式應急電源系統還包括與智能監測模塊11連接的液晶面板32、測控裝置29、絕緣檢測模塊30和用於採集電池組12的母線總電流的電流傳感器33。測控裝置29用於測量系統總輸入和總輸出的電壓、電流、功率及功率因數，根據測量的數據監控系統運行情況並計算系統效率；所述絕緣檢測模塊30用於監測所述電池組12的母線對地的絕緣情況，如有異常則發告警信號；液晶面板32用於顯示智能監測模塊11發來的數據。其中，主控模塊111採用如圖3所示的具有ARM架構的32位微處理器stm32fl07作為CPU平臺，其硬體資源包括5個串口 16?20、I個乙太網通信口 21和2個CAN控制器。5個串口可選為RS232或RS485總線，圖中串口 16?19採用RS485總線，串口 20為程序維護串口，具體如圖4所示，圖3中的微處理器stm32fl07的串口 16對接測控裝置29和接絕緣檢測模塊30，串口 17接逆變器5，串口 18接充電機4、串口 19接液晶面板32 ;乙太網通信口 21用於和後臺上位機31連接；2個CAN控制器分別定義為內CAN25和外CAN26，內CAN25通過CAN總線與採集模塊112和DC/DC雙向恆流模塊113通信；微處理器stm32f 107的電流採集端子23連接電流傳感器33，充放電控制端子24連接充放電保護模組13，母線電壓採集端子27連接電池組12母線，驅動出口 28外接斷路器34，圖4中為方便表示，將圖3中微處理器stm32fl07的外接埠僅用埠對應的附圖標記在直線上表示。
[0036]優選地，採集模塊112還用於實時計算其所採集的電池組的剩餘電量百分比、單體電池的最高電壓、最低電壓和電池溫度，通過CAN總線與主控模塊111實時通訊並將自身採集及計算出的所有數據上傳給主控模塊111 ;主控模塊111用於將採集模塊112發來的數據發送給液晶面板32顯示。
[0037]本發明提供的智能化儲能式應急電源系統中，靜態切換開關7通過進行雙電源快速切換，實現為負載無間斷供電的目的。當380VAC主電源輸入帶負載工作時，斷開維修旁路開關9，380VAC主電源輸入依次經過市電旁路開關8、靜態切換開關7的旁路輸入端、輸出開關10給負載進行供電；當靜態切換開關7檢測到380VAC主電源故障時，則會在5ms內切換到逆變輸入端，連接逆變器5的輸出，此時後備鋰離子電源I中的電池組12經過電池開關6、逆變器5、靜態切換開關7和輸出開關10給負載提供電源。
[0038]優選地，當380VAC主電源帶負載工作時，若智能監測模塊11檢測到其監控的任一部件發生故障，則斷開整流開關3、電池開關6、市電旁路開關8和輸出開關10，閉合維修旁路開關9，380VAC主電源輸入經過維修旁路開關9直接對負載進行供電。
[0039]本發明實施例提供的智能化儲能式應急電源系統中，可以利用市電為電池組(12)充電，具體充電原理為:380VAC主電源輸入、整流開關3、充電機4、電池開關6、後備鋰尚子電源I構成充電迴路，智能監測模塊11與充電機4通過RS485通訊，設定380VAC主電源為後備鋰離子電源I充電時的充電參數，並監測充電過程。
[0040]優選地，如圖5所示，本發明實施例提供的智能化儲能式應急電源系統還包括與後備鋰離子電源I連接的電動汽車直流充電接口 2，電動汽車直流充電接口 2與電動汽車充電站的直流充電樁相連,智能監測模塊11中的外CAN通過CAN總線連接電動汽車充電站的直流充電樁；智能監測模塊11通過CAN總線與電動汽車充電站的直流充電樁通信，設置電動汽車充電站的直流充電樁為後備鋰離子電源I充電時的充電參數並監測充電過程。這樣既可實現市電和電動汽車充電站的直流充電樁為後備鋰離子電源快速充電的兩種可選充電方式。
[0041]綜上，本發明利用最新的電力電子技術及嵌入式技術設計智能化儲能式的充電、放電、監控一體化電源，其中用環保型的磷酸鐵鋰電池作為儲能介質解決了現有的鉛酸蓄電池重金屬汙染、壽命短和笨重的問題；本發明提供的系統中設計了智能化監測模塊實時監測系統中各模塊的狀態，並設計了快速雙電源切換，因此在市電發生故障時，系統會通過靜態切換開關快速切換到電池組逆變供電，從而實現不間斷供電，解決了現有柴油發電不能長時間空載運行、無法做到不間斷供電、噪音大、廢氣汙染、耗費一次能源等問題；此外，本發明提供的應急電源系統具有可以用市電充電也可以用電動汽車充電站的直流充電樁快速充電的靈活充電方式，達到對傳統應急電源系統進行創新性設計和產品級實現的目標。本發明提供的系統具有環保、節能、無汙染、不間斷供電的特點。
[0042]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，該系統包括後備鋰離子電源(I)、整流開關(3)、充電機(4)、逆變器(5)、電池開關(6)、靜態切換開關(7)、市電旁路開關(8)、維修旁路開關(9)、輸出開關(10)； 所述充電機(4)的輸入端通過所述整流開關(3)與380VAC的主電源輸入端相連，輸出端與所述電池開關(6)的一端以及所述逆變器(5)的輸入端相連，所述電池開關(6)的另一端與所述後備鋰離子電源(I)相連；所述逆變器(5)的輸出端與靜態切換開關(7)的逆變輸入端相連，所述靜態切換開關(7)的旁路輸入端通過所述市電旁路開關(8)與380VAC的主電源輸入端連接，所述靜態切換開關(7)的輸出端連接輸出開關(10)的輸入端，所述輸出開關(10)的輸出端連接負載；所述維修旁路開關(9) 一端與380VAC的主電源輸入端相連，另一端直接連接負載。
2.如權利要求1所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，所述後備鋰離子電源(I)包括:智能監測模塊(11)、電池組(12)、充放電保護模組(13);所述電池開關(6)和電池組(12)相連；所述電池組(12)和智能監測模塊(11)連接，用於為智能監測模塊(11)提供電源；所述智能監測模塊(11)還和充放電保護模組(13)連接，所述充放電保護模組(13)還和所述電池組(12)連接；所述智能監測模塊(11)用於監測所述電池組(12)的工作狀態並控制充放電保護模組(13)對電池組(12)的充放電過程進行保護；所述充放電保護模組(13)採用功率器件對所述電池組(12)的充放電迴路分斷或者閉合，是實現電池組(12)充放電過程的保護的執行機構。
3.如權利要求2所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，所述充放電保護模組(13)包括48VDC線圈操作電源(14)和充放電負荷開關(15);所述充放電負荷開關(15)的一端與所述48VDC線圈操作電源(14)相連，另一端與所述電池組(12)連接；所述48VDC線圈操作電源(14 ) 還與所述智能監控模塊(11)連接。
4.如權利要求2所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，該系統還包括液晶面板(32)、測控裝置(29)、絕緣檢測模塊(30)和用於採集電池組(12)的母線總電流的電流傳感器(33 );所述智能監測模塊(11)包括:主控模塊(111)、採集模塊(112)、DC/DC雙向恆流模塊(113 )和主電源模塊(114 );所述主控模塊(111)、採集模塊(112)、DC/DC雙向恆流模塊(113)通過CAN總線相連； 所述主電源模塊(I 14)是一個輸入範圍為300VDC到450VDC，輸出為48VDC的電源模塊，其輸入端分別連接所述電池組(12)母線的總正極和總負極，輸出端分別與所述主控模塊(111)、採集模塊(112 )的電源進線端子連接，為所述主控模塊(111)和採集模塊(112 )提供電源； 所述採集模塊(112)用於實時採集所述電池組(12)中的各節單體電池的電壓和溫度數據，並將採集到的數據通過CAN總線發送給所述主控模塊(111)； 所述DC/DC雙向恆流模塊(113)是一個具有雙向換能的分布式智能均衡充電模塊，通過CAN總線與所述主控模塊(111)通訊，用於根據所述主控模塊(111)下發的均衡指令將所述電池組(12)中單節電壓過高的電池的能量傳輸到電池組(12)母線的總正極和總負極上，並用於從電池組(12 )母線上取能單獨對電池組(12 )中單節電壓過低的電池充電； 所述主控模塊(111)用於實時採集所述電池組(12)的總電壓和母線總電流，根據所採集的數據判斷電池組(12 )是充電狀態還是放電狀態，如有異常則發充電保護或放電保護指令給充放電保護模組(13)以實現對電池組(12)的充放電保護功能；主控模塊(111)還根據採集模塊(112)發來的各節單體電池的電壓和溫度數據，在單節電池能量失衡時向DC/DC雙向恆流模塊(113)下發均衡指令； 所述主控模塊(111)採用具有ARM架構的32位微處理器stm32fl07作為CPU平臺，其硬體資源包括5個串口、1個乙太網通信口和2個CAN控制器；所述5個串口選為RS232或RS485總線，分別對接所述液晶面板(32)、程序維護串口、充電機(4)、逆變器(5)以及測控裝置與絕緣檢測模塊；所述乙太網通信口用於和後臺上位機連接；所述2個CAN控制器分別定義為內CAN和外CAN，所述內CAN通過CAN總線與所述採集模塊(112)和DC/DC雙向恆流模塊(113)通信；所述微處理器stm32fl07的電流採集端子連接所述電流傳感器(33)，充放電控制端子(24)連接所述充放電保護模組(13)，母線電壓採集端子連接所述電池組(12)母線； 其中，所述測控裝置(29 )和絕緣檢測模塊(30 )共用一個主控模塊(111)的串口，所述測控裝置(29)用於測量系統總輸入和總輸出的電壓、電流、功率及功率因數，根據測量的數據監控系統運行情況並計算系統效率；所述絕緣檢測模塊(30)用於監測所述電池組(12)的母線對地的絕緣情況，如有異常則發告警信號；所述液晶面板(32)用於顯示所述主控模塊(111)發來的數據。
5.如權利要求4所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，所述電池組(12)為由120節標稱電壓為3.2V的磷酸鐵鋰電池依次串聯得到的384V母線。
6.如權利要求5所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，所述電池組(12)以15個磷酸鐵鋰電池為一組，共8組依次串聯得到標稱電壓為384V的母線；所述智能監測模塊(11)包含8個分別採集每組15個串聯的磷酸鐵鋰電池數據的採集模塊(112)。
7.如權利要求6所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，所述採集模塊(112)還用於實時計算其所採集的電池組的剩餘電量百分比、單體電池的最高電壓、最低電壓和電池溫度，通過CAN總線與主控模塊(111)實時通訊並將自身採集及計算出的所有數據上傳給主控模塊(111);主控模塊(111)用於將採集模塊(112)發來的數據發送給液晶面板(32)顯示。
8.如權利要求1至7任一項所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，所述靜態切換開關(7)通過進行雙電源快速切換，實現為負載無間斷供電的目的； 當380VAC主電源輸入帶負載工作時，斷開所述維修旁路開關(9)，380VAC主電源輸入依次經過所述市電旁路開關(8)、靜態切換開關(7)的旁路輸入端、輸出開關(10)給負載進行供電； 當靜態切換開關(7)檢測到380VAC主電源故障時，則會在5ms內切換到逆變輸入端，連接逆變器(5)的輸出，此時所述後備鋰離子電源(I)中的電池組(12)經過電池開關(6)、逆變器(5)、靜態切換開關(7)和輸出開關(10)給負載提供電源。
9.如權利要求1至7任一項所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，當380VAC主電源帶負載工作時，若所述智能監測模塊(11)檢測到其監控的任一部件發生故障，則斷開所述整流開關(3)、電池開關(6)、市電旁路開關(8)和輸出開關(10)，閉合所述維修旁路開關(9)，380VAC主電源輸入經過所述維修旁路開關(9)直接對負載進行供電。
10.如權利要求2所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，所述380VAC主電源輸入、整流開關(3)、充電機(4)、電池開關(6)、後備鋰離子電源(I)構成充電迴路，所述智能監測模塊(11)與充電機(4 )通過RS485通訊，設定所述380VAC主電源為後備鋰離子電源Cl)充電時的充電參數，並監測充電過程。
11.如權利要求4所述的智能化儲能式應急電源系統，其特徵在於，該系統還包括與所述後備鋰離子電源(1)連接的電動汽車直流充電接口( 2 )，所述電動汽車直流充電接口( 2 )與電動汽車充電站的直流充電樁相連，所述智能監測模塊(11)中的所述外CAN通過CAN總線連接電動汽車充電站的直流充電樁；所述智能監測模塊(11)通過CAN總線與電動汽車充電站的直流充電樁通信，設置電動汽車充電站的直流充電樁為所述後備鋰離子電源(I)充電時的充電參數並監測充電過程。
【文檔編號】H02J9/04GK103825351SQ201410061656
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月24日 優先權日:2014年2月24日
【發明者】張閣, 楊藝雲, 司傳濤, 高立克, 周柯, 肖靜, 肖園園, 劉建敏, 張永強 申請人:廣西電網公司電力科學研究院, 北京安通尼電子技術有限公司