一種電源裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種電源裝置。它包括電網和燃氣兩種獨立的輸入能源，電池和燃料電池兩種儲能單元。同時包含了靜態(tài)開關、電網整流器、燃氣整流器、電池雙向直流變換器、燃料電池單向直流變換器、逆變器和負載。電網正常時，電網作為主要輸入能源為負載供電。當電網故障時，可以由燃氣發(fā)電機作為主要輸入為負載提供電能。當燃氣故障時，電池可以提供短時間的備用。燃料電池可以提供長時間的備用。由多種形式的發(fā)電裝置，多種形式的儲能裝置，實現關鍵設備的高可靠性供電。
【專利說明】一種電源裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電源裝置。包括多種形式的輸入能源和多種形式的儲能裝置。
【背景技術】
[0002]在數據中心、醫(yī)院、銀行等關鍵部門，停電會造成巨大的損失。電源裝置得到了廣泛的應用。傳統的電源裝置采用電網作為主要輸入能源，鉛酸蓄電池作為儲能元件。當發(fā)生地震、洪水等自然災害時，電力傳輸線路可能發(fā)生故障，傳統電源裝置由于單一的輸入，無法保證關鍵部門高可靠的供電。同時由于采用鉛酸蓄電池單一儲能，后備時間有限，同時蓄電池壽命較短、維護成本很高。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現有技術的不足，提供一種電源裝置。
[0004]電源裝置包括傳統電源模塊、燃料電池儲能模塊；其中傳統電源模塊包括電網接口、第一整流器、靜態(tài)開關、直流母線，逆變器、雙向直流變換器、電池、負載，第一整流器輸入連接電網接口，第一整流器輸出連接到直流母線，靜態(tài)開關輸入連接電網接口，靜態(tài)開關輸出連接到負載，逆變器輸入連接直流母線，逆變器輸出連接負載，雙向直流變換器輸入連接直流母線，雙向直流變換器輸出連接電池；燃料電池儲能模塊包括單向直流變換器、燃料電池、儲氫裝置，單向直流變換器輸出連接直流母線，單向直流變換器輸入連接燃料電池，燃料電池連接到儲氫裝置；還包括燃氣輸入模塊，燃氣輸入模塊包括天然氣管道接口、燃氣發(fā)電機、第二整流器、燃氣發(fā)電機的輸入連接天然氣管道接口，燃氣發(fā)電機的輸出連接到第二整流器的輸入，第二整流器輸出連接到直流母線。
[0005]本發(fā)明通過加入電網、燃氣兩種獨立輸入提高供電可靠性。電氣線路、燃氣線路兩種基礎設施相互獨立，互為冗余。同時加入了電池和燃料電池兩種形式的儲能裝置。當電網、燃氣同時故障時，為負載提供可靠的供電。同時電池主要用于短時間的備用，燃料電池可以提供長時間的備用。通過多種輸入能源，多種儲能裝置，共同提高電源裝置的可靠性。本發(fā)明對于電力電子變換器的拓撲沒有特殊要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為電源裝置結構示意圖；
圖2為電源裝置旁路供電模式；
圖3為電源裝置電網供電模式；
圖4為電源裝置燃氣供電模式；
圖5為電源裝置電池供電模式；
圖6為電源裝置燃料電池供電模式。
【具體實施方式】[0007]參照圖1，電源裝置包括傳統電源模塊1、燃料電池儲能模塊3 ;其中傳統電源模塊包括電網接口 101、第一整流器102、靜態(tài)開關103、直流母線104，逆變器105、雙向直流變換器106、電池107、負載108，第一整流器102輸入連接電網接口 101，第一整流器輸出連接到直流母線104，靜態(tài)開關103輸入連接電網接口 101，靜態(tài)開關輸出連接到負載108，逆變器105輸入連接直流母線104，逆變器輸出連接負載108，雙向直流變換器106輸入連接直流母線104，雙向直流變換器輸出連接電池107 ;燃料電池儲能模塊包括單向直流變換器301、燃料電池302、儲氫裝置303，單向直流變換器301輸出連接直流母線104，單向直流變換器輸入連接燃料電池302，燃料電池302連接到儲氫裝置303 ;還包括燃氣輸入模塊2，燃氣輸入模塊包括天然氣管道接口 201、燃氣發(fā)電機202、第二整流器203、燃氣發(fā)電機202的輸入連接天然氣管道接口 201，燃氣發(fā)電機的輸出連接到第二整流器203的輸入，第二整流器203輸出連接到直流母線104。
[0008]燃氣輸入模塊2為傳統電源模塊I增加了一個新的能源輸入通道。使電源裝置具有兩種獨立的輸入能源，并且這兩種輸入具有獨立的公共基礎設施。當傳統電源模塊I中的電網接口 101或者第一整流器102故障時，由燃氣通過天然氣管道接口 201，燃氣發(fā)電機202，第二整流器203，直流母線104，逆變器105為負載提供電能。
[0009]如圖2所示，當電網接口 101供電正常，同時逆變器105故障時，靜態(tài)開關103閉合，系統工作在旁路模式，第一整流器102、雙向直流變換器106均不工作。燃氣輸入模塊2和燃料電池儲能模塊3均不工作。
[0010]如圖3所示，當電網接口 101供電正常，同時逆變器105正常工作，電池107未充滿。靜態(tài)開關103斷開，。第一整流器102工作，控制直流母線104電壓，雙向直流變換器106工作，將直流母線104電能存儲在電池107中。當電池107充滿時，工作在浮充模式。燃氣輸入模塊2和燃料電池儲能模塊3不工作。
[0011]如圖4所示，當電網接口 101供電故障時，第一整流器102關閉，燃氣發(fā)電機202啟動，第二整流器203開啟。在燃氣發(fā)電機202啟動過程中，雙向直流變換器106控制直流母線104。燃氣發(fā)電機202啟動后，控制直流母線。由燃氣發(fā)電機202為負載供電。當電池107未充滿。雙向直流變換器106工作，將直流母線104電能存儲在電池107中。當電池107充滿時，工作在浮充模式。燃料電池儲能模塊3不工作。
[0012]如圖5所示，當電網接口 101供電故障、燃氣發(fā)電機202或者天然氣管道接口 201故障，第一整流器102關閉，第二整流器203關閉。雙向直流變換器106控制直流母線104。電池107工作在放電模式，將存儲的能量釋放。當負載108功率大于電池107功率時，電池和燃料電池302共同為負載供電。電池可以提供短時間的備用。燃料電池302可以提供長時間的備用。
[0013]如圖6所示，當電網接口 101供電故障、燃氣發(fā)電機202或者天然氣管道接口 201故障，且電池107故障。第一整流器102關閉，第二整流器203關閉。雙向直流變換器106關閉。燃料電池302啟動，將儲氫裝置303中的氫能轉換成電能，為負載108供電。
【權利要求】
1.一種電源裝置，它包括傳統電源模塊(I)、燃料電池儲能模塊(3);其中傳統電源模塊包括電網接口(101)、第一整流器(102)、靜態(tài)開關(103)、直流母線(104)，逆變器(105)、雙向直流變換器(106)、電池(107)、負載(108)，第一整流器(102)輸入連接電網接口(101)，第一整流器輸出連接到直流母線(104)，靜態(tài)開關(103)輸入連接電網接口(101)，靜態(tài)開關輸出連接到負載(108)，逆變器(105)輸入連接直流母線(104)，逆變器輸出連接負載(108)，雙向直流變換器(106)輸入連接直流母線(104)，雙向直流變換器輸出連接電池(107);燃料電池儲能模塊(3)包括單向直流變換器(301)、燃料電池(302)、儲氫裝置(303)，單向直流變換器(301)輸出連接直流母線(104)，單向直流變換器輸入連接燃料電池(302 )，燃料電池(302 )連接到儲氫裝置(303 );其特征在于還包括燃氣輸入模塊(2 )，燃氣輸入模塊包括天然氣管道接口(201)、燃氣發(fā)電機(202)、第二整流器(203)、燃氣發(fā)電機(202)的輸入連接天然氣管道接口(201)，燃氣發(fā)電機的輸出連接到第二整流器(203)的輸入，第二整流器輸出連接到直流母線(104)。
【文檔編號】H02J9/06GK103887875SQ201410104091
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】徐德鴻, 李海津, 董德智, 朱曄, 張文平 申請人:浙江大學