一種不間斷電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不間斷電源領(lǐng)域，特別涉及一種不間斷電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國僅有少數(shù)局部地區(qū)剛剛解決了電力緊張的問題，大部分地區(qū)和大城市還面臨著電力供應(yīng)緊張的迫切問題，供電質(zhì)量更是不能得到保證。市電無法提供敏感電子設(shè)備需要的干凈、穩(wěn)定的電源，用戶最終為設(shè)備的健康和安全運行負(fù)責(zé)。即使是在早已實現(xiàn)電氣化的美國和其它西方國家，電網(wǎng)的質(zhì)量也遠(yuǎn)非可靠。由于電網(wǎng)本身的質(zhì)量有問題與各種偶然因素的作用，再加上自然災(zāi)害的破壞，電壓浪涌，電磁噪聲，持續(xù)電壓偏高，持續(xù)低壓等電網(wǎng)不良現(xiàn)象在發(fā)達(dá)國家也是常事，甚至還可能發(fā)生長時間停電。
[0003]不間斷電源系統(tǒng)(簡稱:UPS，英文:Uninterruptible Power System)，就是當(dāng)停電時能夠接替市電持續(xù)供應(yīng)電力的設(shè)備，含有儲能裝置(電池)，在市電故障時或無中斷下繼續(xù)供應(yīng)電力，保證客戶用電安全和可靠性，避免因市電故障導(dǎo)致的損失。
[0004]通常UPS由以下幾個部分組成:整流器(AC/DC)、逆變器(DC/AC)、充電器(CHG)、儲能裝置(電池)、旁路(STS)、直流母線(BUS)，直流母線為整流器AC/DC電路輸出，同時也是逆變器DC/AC輸入電壓源，UPS主路輸入正常時，主路輸入通過整流器(AC/DC)和逆變器(DC/AC)輸出給負(fù)載供電.同時直流母線電壓通過充電器給電池充電，UPS主路輸入故障時，切換裝置轉(zhuǎn)到電池輸入端，電池通過DC/DC變換，將自身儲存的電能輸出至直流母線，保證直流母線電壓穩(wěn)定，同時直流母線通過DC/AC變換給負(fù)載供電，保證正常輸出。
[0005]在通常的使用中，通過控制切換裝置，UPS可選擇市電供電還是電池供電，但是在市電和電池切換時，切換過程中存在一定空檔期，即既不是市電輸入，也不是電池輸入，時間通常在幾毫秒至幾十毫秒，直流母線電容里存儲能量(1/2CU2)可以保持輸出電壓不間斷，負(fù)載全部由直流母線存儲能量供電，由于時間長，負(fù)載大，直流母線容值要求大，UPS體積成本競爭力下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種不間斷電源系統(tǒng)。
[0007]第一方面，本發(fā)明的一個目的是提供的不間斷電源系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0008]第一電源，用于向系統(tǒng)供電；
[0009]第二電源，用于當(dāng)所述第一電源故障時向系統(tǒng)供電；
[0010]切換單元，用于當(dāng)所述第一電源故障時，將所述第一電源切換到所述第二電源，由所述第二電源為系統(tǒng)供電；或者，用于當(dāng)所述第一電源故障消除時，將所述第二電源切換到所述第一電源，由所述第一電源為系統(tǒng)供電；
[0011]第一功率處理單元，用于當(dāng)所述第一電源為系統(tǒng)供電時對電壓進(jìn)行AC/DC整流得到直流母線的母線電壓，或者，用于當(dāng)所述第二電源為系統(tǒng)供電時對電流進(jìn)行DC/DC變換得到直流母線的母線電壓；
[0012]直流母線，用于輸送電能，并在所述切換單元在所述第一電源和所述第二電源之間進(jìn)行切換時的動作空檔期為系統(tǒng)供電；
[0013]第二功率處理單元，用于將所述直流母線的母線電壓進(jìn)行DC/AC逆變得到輸出電壓；
[0014]雙向功率變換單元，用于當(dāng)所述第一電源為系統(tǒng)供電時為所述第二電源供電，以及在所述切換單元在所述第一電源和所述第二電源之間進(jìn)行切換時的動作空檔期為系統(tǒng)供電；
[0015]系統(tǒng)輸出端，用于連接負(fù)載并將系統(tǒng)供電輸出到所述負(fù)載；
[0016]所述第一電源與所述切換單元的第一接入端電連接，所述第二電源與所述切換單元的第二接入端電連接，所述切換單元的輸出端與所述第一功率處理單元的第一接線端電連接，所述第一功率處理單元的第二接線端與所述雙向功率變換單元的一端電連接，所述雙向功率變換單元的另一端與所述第二電源電連接，所述第一功率處理單元的第二接線端與所述直流母線的一端電連接，所述直流母線的另一端與所述第二功率處理單元的第一接線端電連接，所述第二功率處理單元的第二接線端與所述系統(tǒng)輸出端電連接。
[0017]結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種實現(xiàn)方式中，所述第一電源為主路輸入母線，所述第二電源為儲能電池。
[0018]結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種實現(xiàn)方式中，所述雙向功率變換單元包括單向充電子單元和單向放電子單元，其中，
[0019]所述單向充電子單元，用于向所述儲能電池充電；
[0020]所述單向放電子單元，用于將所述儲能電池向系統(tǒng)放電，以使得在所述切換單元切換的空檔期實現(xiàn)所述儲能電池和所述直流母線一同向系統(tǒng)供電；
[0021 ] 所述單向充電子單元與所述單向放電子單元并聯(lián)接于所述直流母線和所述儲能電池之間。
[0022]結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式或第二種實現(xiàn)方式，在第一方面的第三種實現(xiàn)方式中，在所述主路輸入母線故障時，所述雙向功率變換單元向所述直流母線供電，所述第一功率處理單元關(guān)閉；
[0023]所述切換單元動作切換至儲能電池時啟動第一功率變換單元，以使得所述切換單元可靠切換。
[0024]結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式至第一方面的第三種實現(xiàn)方式，在第一方面的第四種實現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括旁路輸入母線，用于發(fā)生故障提供額外備用通道為負(fù)載供電；
[0025]所述旁路輸入母線與所述系統(tǒng)輸出端電連接。
[0026]結(jié)合第一方面至第一方面的第四種實現(xiàn)方式中任一種實現(xiàn)方式，在第一方面的第五種實現(xiàn)方式中，所述直流母線的電容值為直流母線獨立為系統(tǒng)供電時母線電容的40 %至60%。
[0027]結(jié)合第一方面至第一方面的第五種實現(xiàn)方式中任一種實現(xiàn)方式，在第一方面的第六種實現(xiàn)方式中，所述切換單元包括機(jī)械開關(guān)或者半導(dǎo)體開關(guān)。
[0028]結(jié)合第一方面的第六種實現(xiàn)方式，在第一方面的第七種實現(xiàn)方式中，所述機(jī)械開關(guān)包括繼電器或接觸器，所述半導(dǎo)體開關(guān)包括可控硅整流器。
[0029]結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式至第一方面的第七種實現(xiàn)方式中任一種實現(xiàn)方式，在第一方面的第八種實現(xiàn)方式中，所述主路輸入母線與所述旁路輸入母線為工頻交流電。
[0030]結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式至第一方面的第八種實現(xiàn)方式中任一種實現(xiàn)方式，在第一方面的第九種實現(xiàn)方式中，所述儲能電池包括但不限于鎳氫電池、鎳鎘電池、磷酸鐵鋰電池、鐵電池。
[0031]從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點:
[0032]本發(fā)明提供了一種不間斷電源系統(tǒng)，在系統(tǒng)的第一電源出現(xiàn)故障時，切換單元將第一電源切換到第二電源供電的過程中，第二電源通過雙向功率變換單元向直流母線放電，直流母線自身儲存的電能也進(jìn)行放電，直流母線將第二電源的放電電流和直流母線的放電電流一同向系統(tǒng)輸出端，保證了直流母線在切換單元動作的空檔期輸出電壓穩(wěn)定，由于雙向功率變換單元的放電支撐切換過程中的直流母線電壓，可以降低對直流母線的電容值的要求，并且直流母線將儲存的電能放電，分擔(dān)部分直流母線電壓，使得雙向功率變換單元的輸出電壓降低，進(jìn)而可以降低雙向功率變換單元的功率，減小雙向功率變換單元的體積。
【附圖說明】
[0033]圖1本發(fā)明不間斷電源系統(tǒng)的一種實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖2是本發(fā)明不間斷電源系統(tǒng)另一實施例的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明實施例提供了一種不間斷電源系統(tǒng)，用于降低對直流母線電容容值的要求，并且使得雙向功率變換單元600的輸出電壓降低，進(jìn)而可以降低雙向功率變換單元600的功率，減小雙向功率變換單元600的體積，節(jié)省成本。
[0036]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037]本發(fā)明