本實用新型屬于變電站站用電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國家大力推進堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)步伐，智能變電站已成為新一代變電站的發(fā)展趨勢。站用電源是變電站安全運行的關(guān)鍵性基礎(chǔ)，智能變電站對站用電源整體設(shè)計、運行、管理水平提出了更高的要求。由此，智能變電站站用一體化電源系統(tǒng)設(shè)計方案應(yīng)運而生。現(xiàn)有變電站站用交直流一體化電源系統(tǒng)技術(shù)方案是將以往獨立分散設(shè)計的交流電源、直流操作電源、交流不間斷電源、逆變電源、通信電源等變電站站用電源進行一體化設(shè)計、一體化配置、一體化監(jiān)控，整合后的站用電源系統(tǒng)從根本上解決了傳統(tǒng)變電站站用電源自動化程度低制約網(wǎng)絡(luò)化管理平臺的建立、各系統(tǒng)分散設(shè)計重復(fù)配置經(jīng)濟性差、安裝維護協(xié)調(diào)困難、運行維護不方便等問題。

但是現(xiàn)有的技術(shù)也存在如下問題：

1、現(xiàn)有交直流一體化電源系統(tǒng)中的各電能模塊需加輸入輸出配件，使模塊化設(shè)計不徹底。如電能轉(zhuǎn)換裝置AC/DC、DC/DC、DC/AC本身已是模塊化設(shè)計，但其輸入輸出端還要配置相應(yīng)的進出線開關(guān)、保險等配件，如此使整個系統(tǒng)的模塊化設(shè)計不夠完整，難以滿足現(xiàn)今變電站設(shè)備模塊化發(fā)展建設(shè)的要求。

2、開關(guān)是在一體化電源中占比較大的元器件，不同變電站項目對開關(guān)數(shù)量、類型的差異要求決定了一體化電源系統(tǒng)的定制特性。一體化電源系統(tǒng)過度定制性使供貨周期加大、質(zhì)量參差不齊、運行維護效率低。

3、開關(guān)的開關(guān)量采集、電氣量采集及控制，直流饋線絕緣監(jiān)測漏電流，電池極柱電壓采樣線、溫度檢測均產(chǎn)生大量常規(guī)二次線。如此多的常規(guī)二次線，既與智能變電站整體技術(shù)不協(xié)調(diào)，也妨礙了運行管理水平的提升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例的目的在于提供一種多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)在的電源系統(tǒng)存在開關(guān)數(shù)量類型的差異造成項目設(shè)計定制化嚴重、大量常規(guī)二次線設(shè)計、電能模塊輸入輸出配件引起的模塊化設(shè)計不徹底以及串聯(lián)型電池開路影響整組電壓輸出、新舊不可混用、無法在線自主全電量核容的問題。

本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)，分別接交流母線和直流母線，所述多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)包括：

一體化總監(jiān)控單元；

與所述一體化總監(jiān)控單元連接的智能交流進線開關(guān)組件；

分別與所述一體化總監(jiān)控單元、智能交流進線開關(guān)組件和交流母線連接的智能交流電源切換組件；

并聯(lián)在所述一體化總監(jiān)控單元和交流母線之間的多個智能交流饋線組件；以及

并聯(lián)在所述一體化總監(jiān)控單元和直流母線之間的多個智能直流饋線組件。

上述結(jié)構(gòu)中，所述多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)還包括：

分別與所述交流母線和一體化總監(jiān)控單元連接的交流電源切換組件。

上述結(jié)構(gòu)中，所述多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)還包括：

并聯(lián)在所述交流電源切換組件與直流母線之間，并與所述一體化總監(jiān)控單元連接的多個間接并聯(lián)電池組件。

上述結(jié)構(gòu)中，每個所述間接并聯(lián)電池組件包括：

CPU、AC/DC整流電路、DC/DC轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、充電DC/DC電路、放電DC/DC電路、保險絲和蓄電池；

所述AC/DC整流電路、DC/DC轉(zhuǎn)換電路和濾波電路依次串聯(lián)在所述交流電源切換組件與直流母線之間，所述充電DC/DC電路和保險絲串聯(lián)在所述AC/DC整流電路與蓄電池之間，所述放電DC/DC電路連接在所述保險絲與濾波電路的輸入端之間，所述CPU分別與所述AC/DC整流電路、DC/DC轉(zhuǎn)換電路、充電DC/DC電路、放電DC/DC電路連接，所述CPU通過RS485線與所述一體化總監(jiān)控單元連接。

在本實用新型實施例中，該交直流一體化電源系統(tǒng)采用智能開關(guān)組件、智能電源功能組件、智能并聯(lián)電池組件構(gòu)成，可以達到如下有益效果：

(1)縮短供貨周期

可提前生產(chǎn)、并行生產(chǎn)，設(shè)計、組裝、測試、運輸時間均大大減少；

(2)增大安裝密度

(3)方便維護、擴容

維護只需標準化更換，擴容組件完整包含所有要素，一次成型；

(4)最大程度減少維護工作量

組件標準對外數(shù)字化接口，標準化模數(shù)設(shè)計，維護只需簡單更換；

(5)最大程度減低操作復(fù)雜性

大量一二次接線PCB板化、銅排化設(shè)計，安全可靠，操作只需簡易工具便可實現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實用新型實施例提供的間接并聯(lián)電池組件的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

圖1示出了本實用新型實施例提供的多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分。

一種多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)，分別接交流母線和直流母線，所述多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)包括：

一體化總監(jiān)控單元1；

與所述一體化總監(jiān)控單元1連接的智能交流進線開關(guān)組件2；

分別與所述一體化總監(jiān)控單元1、智能交流進線開關(guān)組件2和交流母線連接的智能交流電源切換組件3；

并聯(lián)在所述一體化總監(jiān)控單元1和交流母線之間的多個智能交流饋線組件4；以及

并聯(lián)在所述一體化總監(jiān)控單元1和直流母線之間的多個智能直流饋線組件6。

作為本實用新型一實施例，所述多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)還包括：

分別與所述交流母線和一體化總監(jiān)控單元1連接的交流電源切換組件5。

作為本實用新型一實施例，所述多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)還包括：

并聯(lián)在所述交流電源切換組件5與直流母線之間，并與所述一體化總監(jiān)控單元1連接的多個間接并聯(lián)電池組件7。

并接與直流母線的并聯(lián)電池組件具備自主在線核容，可以實現(xiàn)隨意快速擴容。

圖2示出了本實用新型實施例提供的多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分。

每個所述間接并聯(lián)電池組件7包括：

CPU71、AC/DC整流電路72、DC/DC轉(zhuǎn)換電路73、濾波電路74、充電DC/DC電路75、放電DC/DC電路76、保險絲77和蓄電池78；

所述AC/DC整流電路72、DC/DC轉(zhuǎn)換電路73和濾波電路74依次串聯(lián)在所述交流電源切換組件5與直流母線之間，所述充電DC/DC電路75和保險絲77串聯(lián)在所述AC/DC整流電路72與蓄電池78之間，所述放電DC/DC電路76連接在所述保險絲77與濾波電路74的輸入端之間，所述CPU71分別與所述AC/DC整流電路72、DC/DC轉(zhuǎn)換電路73、充電DC/DC電路75、放電DC/DC電路76連接，所述CPU71通過RS485線與所述一體化總監(jiān)控單元1連接。

交流電源消失時，蓄電池77不間斷通過放電DC/DC電路76給負載供電。等交流電源恢復(fù)后，再通過充電DC/DC電路75按充電曲線對蓄電池78進行充電。所有過程，組件均是通過CPU電路進行管理。

間接并聯(lián)電池組件7應(yīng)具備以下功能：

(1)保護功能

輸入過壓、欠壓保護；輸出過壓、欠壓保護；限流保護；短路保護。

(2)蓄電池管理功能

組件自動對電池進行完善智能的電池充放電管理，包括充電管理、放電管理、溫度管理、電量計算、電壓電流保護和0.1C核容管理等。組件正常工作狀態(tài)下，自動按默認管理參數(shù)進行智能管理，可通過后臺軟件或監(jiān)控對電池管理各參數(shù)進行設(shè)置。

間接并聯(lián)電池組件7根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)置核容時間間隔逐一對每個組件匹配的蓄電池進行自動核容管理。核容的條件是在組件對電池處于浮充階段，交流正常供電。當(dāng)組件接收到上位機下達的核容指令后，組件內(nèi)部邏輯首先是判斷是否在浮充階段，滿足浮充條件后，組件內(nèi)部邏輯首先關(guān)斷AC/DC整流電路72及充電DC/DC電路75，使組件的輸出由蓄電池78提供能量，組件內(nèi)部微調(diào)輸出放電DC/DC電路76的輸出電壓，實現(xiàn)蓄電池78的放電電流大小約0.1C。同時組件內(nèi)部CPU7計算蓄電池放電容量直至核容完畢。當(dāng)CPU7檢測到電池電壓達到終止電壓點，CPU7開啟AC/DC整流電路72，組件轉(zhuǎn)為交流提供能量，結(jié)束對電池的核對性放電，同時啟動對電池充電管理。組件上報累計容量，即為核容結(jié)果。

智能交流電源切換組件3、交流電源切換組件5與間接并聯(lián)電池組件7屬于故障幾率較小的器件、免維護，在實際使用中被放置于背景墻內(nèi)，背景墻后置進線母排、出線端子，背景墻前置與開關(guān)的接口。

該多組件集成的交直流一體化電源系統(tǒng)包括智能開關(guān)組件、智能電源功能組件、智能并聯(lián)電池組件。功能組件由功能本體模塊和輸入輸出配件集成設(shè)計，最大化消除二次線及跨接一次性。該系統(tǒng)通過采用傳感器小型化、金屬螺釘操作絕緣化、二次線路電路板化等技術(shù)設(shè)計完成智能開關(guān)組件，采用接口標準化、散件再集成等技術(shù)設(shè)計完成各種電能轉(zhuǎn)換和監(jiān)控組件。

1)交直流一體化電源系統(tǒng)中全部開關(guān)、直流絕緣監(jiān)測、電能轉(zhuǎn)換模塊、蓄電池管理通過設(shè)計為各種功能組件，實現(xiàn)全模塊化設(shè)計?？赏ㄟ^組件的組合，標準化滿足各種定制化需求。

2)各種功能組件均有標準通信接口，上行下達信息數(shù)字化傳輸。

3)整個一體化電源系統(tǒng)由各個全模塊化設(shè)計的組件組成，可以實現(xiàn)工廠內(nèi)模塊生產(chǎn)、集成調(diào)試、模塊化配送，有效減少現(xiàn)場安裝、接線、調(diào)試工作，提高建設(shè)質(zhì)量和效率。

在本實用新型實施例中，該交直流一體化電源系統(tǒng)采用智能開關(guān)組件、智能電源功能組件、智能并聯(lián)電池組件構(gòu)成，可以達到如下有益效果：

(1)縮短供貨周期

可提前生產(chǎn)、并行生產(chǎn)，設(shè)計、組裝、測試、運輸時間均大大減少；

(2)增大安裝密度

(3)方便維護、擴容

維護只需標準化更換，擴容組件完整包含所有要素，一次成型；

(4)最大程度減少維護工作量

組件標準對外數(shù)字化接口，標準化模數(shù)設(shè)計，維護只需簡單更換；

(5)最大程度減低操作復(fù)雜性

大量一二次接線PCB板化、銅排化設(shè)計，安全可靠，操作只需簡易工具便可實現(xiàn)。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。