本發(fā)明涉及供電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不間斷供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當前，隨著諸如太陽能發(fā)電、風能發(fā)電等諸多環(huán)保型發(fā)電設(shè)備的普及，但由于清潔能源發(fā)電一般是借助自然自生資源進行發(fā)電，故會造成供電系統(tǒng)的電性參數(shù)極不穩(wěn)定，進而會影響負載的正常工作及降低使用壽命；尤其是在需要不間斷供電的場所中，對于供電系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性要求更高，進而使得如何提升供電穩(wěn)定性的課題稱為當前業(yè)界急需解決的難題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種供電系統(tǒng)，可應(yīng)用于對供電系統(tǒng)不間斷供電有一定要求的諸如商場、辦公樓、醫(yī)院、工廠、車站、學校等公共場所中。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：
一種供電系統(tǒng)，包括：
市電供電模塊和清潔能源供電模塊；
能源轉(zhuǎn)換模塊，所述市電供電模塊與所述清潔能源供電模塊并聯(lián)于所述能源轉(zhuǎn)換模塊上；
儲能接口模塊，分別與所述能源轉(zhuǎn)換模塊和所述清潔能源供電模塊電連接；
具有至少兩個負載端口的DC/DC分級模塊，與所述能源轉(zhuǎn)換模塊電連接；
其中，所述市電供電模塊和所述清潔能源供電模塊同時或分別通過所述能源轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)所述DC/DC分級模塊向所述DC/DC分級模塊上每個所述負載端口連接的負載設(shè)備供電，以使所述負載設(shè)備不間斷正常工作。
優(yōu)選的，上述的供電系統(tǒng)，所述清潔能源供電模塊向所述負載設(shè)備供電優(yōu)先于所述市電供電模塊向所述負載設(shè)備供電；和/或
DC/DC分級模塊包括第一負載端口和第二負載端口，且所述第一負載端口輸出的功率大于所述第二負載端口輸出的功率。
優(yōu)選的，上述的供電系統(tǒng)，所述市電供電模塊包括：
交流供電模塊和冗余均流模塊；
至少兩個AC/DC模塊，并聯(lián)于所述交流供電模塊與所述冗余均流模塊之間；
其中，所述冗余均流模塊還與所述能源轉(zhuǎn)換模塊電連接，以對所述至少兩個AC/DC模塊中正常工作的所述AC/DC模塊的電流輸出進行均衡，并輸出均衡后的電能至所述能源轉(zhuǎn)換模塊。
優(yōu)選的，上述的供電系統(tǒng)，所述清潔能源供電模塊包括：
若干個清潔能源發(fā)電接口；
通儲轉(zhuǎn)換模塊，每個所述清潔能源發(fā)電接口均通過一接口轉(zhuǎn)換模塊與所述通儲轉(zhuǎn)換模塊電連接。
優(yōu)選的，上述的供電系統(tǒng)，所述若干個清潔能源發(fā)電接口包括太陽能發(fā)電接口、風能發(fā)電接口、其他環(huán)保能源接口。
優(yōu)選的，上述的供電系統(tǒng)，還包括：
儲能模塊，分別與所述通儲轉(zhuǎn)換模塊及所述能源轉(zhuǎn)換模塊電連接，以通過所述能源轉(zhuǎn)換模塊釋放電能；或者
所述儲能模塊通過所述通儲轉(zhuǎn)換模塊或所述能源轉(zhuǎn)換模塊存儲電能。
優(yōu)選的，上述的供電系統(tǒng)，還包括：
監(jiān)控/保護模塊，分別與每個所述AC/DC模塊、每個所述接口轉(zhuǎn)換模塊、所述冗余均流模塊、所述通儲轉(zhuǎn)換模塊、所述儲能接口模塊、所述能源轉(zhuǎn)換模塊及所述DC/DC分級模塊上的各個端口連接，以檢測每個端口的電性參數(shù)；
中央處理器，與所述監(jiān)控/保護模塊連接，以對所述監(jiān)控/保護模塊獲取的每個端口的電性參數(shù)進行分析處理；
其中，所述中央處理器還分別與所述冗余均流模塊、所述通儲轉(zhuǎn)換模塊、所述儲能接口模塊、所述能源轉(zhuǎn)換模塊及所述DC/DC分級模塊的控制端連接，以根據(jù)分析處理結(jié)果控制所述冗余均流模塊、所述通儲轉(zhuǎn)換模塊、所述能源轉(zhuǎn)換模塊及所述DC/DC分級模塊的運行。
優(yōu)選的，上述的供電系統(tǒng)，還包括：
功能/模式設(shè)置模塊，與所述中央處理器連接，以設(shè)置所述供電系統(tǒng)的工作模式和/或每個模塊所啟用的功能。
優(yōu)選的，上述的供電系統(tǒng)，還包括：
通訊接口模塊，與所述中央處理器連接；以及
分別與所述通訊接口模塊連接的負載有線通訊模塊、負載無線通訊模塊、GPRS通訊模塊、物聯(lián)網(wǎng)遠程通訊模塊。
優(yōu)選的，上述的供電系統(tǒng)，還包括：
顯示模塊，與所述中央處理器連接，以實時顯示所述供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)及電性參數(shù)。
上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點或有益效果：
本發(fā)明中的供電系統(tǒng)通過利用清潔能源供電的基礎(chǔ)上，接入市電供電網(wǎng)絡(luò)，使得在有效利用清潔能源的基礎(chǔ)上，利用市電網(wǎng)絡(luò)來提升供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時本發(fā)明中的供電系統(tǒng)還能有效地降低清潔能源應(yīng)用中將其電能逆變?yōu)槭须姽╇姺绞綍r所造成的能源損耗。
附圖說明
參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
圖1是本發(fā)明實施例中一種供電系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)在清潔能源供電設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過在市電供電網(wǎng)絡(luò)中于多個AC/DC模塊后電連接冗余均流模塊，以實現(xiàn)模塊式智能型直流集中供電，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行舉例說明，但需要注意的是，該實施例僅用于對本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容進行解釋說明，但不應(yīng)理解為對其的限制。
如圖1所示，本實施例中提供了一種不間斷供電的供電系統(tǒng)，可包括：
交流供電模塊，可以為100~240V（如110V或220V等）的市電網(wǎng)接口，采用諸如三相四線輸入或單相兩線輸入等方式向本供電系統(tǒng)提供交流電。例如，在向諸如20A及其以上的大功率負載供電時，可采用三相四線方式來提供交流電，以利于三相電力平衡；而在對小功率（如小于20A）的負載供電時，則可采用單相兩線輸入方式來提供上述的交流電；當然，在三相四線方式接入不便的場所，無論大功率或小功率供電均可采用單相兩線供電。
至少兩個AC/DC模塊，并聯(lián)于上述的交流供電模塊；由于采用單個AC/DC模塊進行交直流轉(zhuǎn)換時，一旦該AC/DC模塊出現(xiàn)故障，甚至會可能導致供電系統(tǒng)無法正常供電，故為了提升該供電系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性，在上述的市電網(wǎng)接入端口電連接并聯(lián)的至少兩個AC/DC模塊（本實施例中是以三個AC/DC模塊進行舉例說明，但其不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制），這樣當其中的一個甚至多個發(fā)生故障時，只要剩余一個AC/DC模塊能正常工作，均能確保該供電系統(tǒng)能夠正常供電，進而可大大提升供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，上述的每個AC/DC均能將市電網(wǎng)接入端口輸入的交流電轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電性參數(shù)要求的直流電，進而便于向直流負載提供電能。
冗余均流模塊，與上述的至少兩個AC/DC模塊中的每個AC/DC模塊的直流輸出端電連接（該直流輸出端圖中未標示，依據(jù)該圖中所示的電路電流走向，明確可知，上述每個AC/DC模塊的交流輸入端均與市電網(wǎng)接入端電連接）；該冗余均流模塊可通過均衡與其電連接的每個AC/DC模塊的電流輸出，進而平衡其負載能力；即該冗余均流模塊對與其電連接的能夠正常輸出直流電的所有AC/DC模塊所輸出的電流進行均衡，并向直流負載輸出均衡后穩(wěn)定的直流電；這樣，即便與該冗余均流模塊連接的AC/DC模塊中有一個甚至多個出現(xiàn)故障時，冗余均流模塊也能及時的對剩余的正常工作的AC/DC模塊所輸出的直流電進行重新均衡，進而確保直流負載工作在較為穩(wěn)定的電路中。
優(yōu)選的，上述的至少兩個AC/DC模塊中每個AC/DC模塊均可采用熱插拔方式分別與交流供電模塊及冗余均流模塊電連接，這樣一旦某個甚至多個AC/DC模塊發(fā)生故障時，在不影響供電系統(tǒng)正常工作的前提下，就能對發(fā)生故障的AC/DC模塊進行更換操作，進而可進一步的提升供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
進一步的，上述的冗余均流模塊可包括冗余均流電路，以用于對AC/DC模塊間進行均流，如圖1所示，若是采用三個并聯(lián)的且電性規(guī)格參數(shù)均相同的AC/DC模塊進行向負載（假設(shè)DC/DC分級模塊及其所連接的電氣設(shè)備視為一體的負載）供電，且該負載的額定電壓為48V，額定電流為60A時，在三個AC/DC模塊均正常工作時，上述的冗余均流電路控制每個AC/DC模塊的輸出電壓均為48V，而輸出電流則均為20A；而若其中的一個AC/DC模塊出現(xiàn)故障不能正常供電時，則斷開該AC/DC模塊的支路，并重新對剩余的兩個并聯(lián)的AC/DC模塊的輸出功率進行均衡，并在均衡后使得每個AC/DC模塊的輸出電壓均為48V，而輸出電流則為30A；優(yōu)選的，該冗余均流電路可為邏輯電路結(jié)構(gòu)，如采用MOSFET或IGBT等元器件搭建構(gòu)成的理想二極管“或”邏輯控制器電路等；當然，上述的冗余均流模塊也可采用微處理器等手段來實現(xiàn)上述冗余均流電路所能實現(xiàn)的功能，只要能確保在任意一個或多個AC/DC模塊出現(xiàn)故障時，剩余的AC/DC模塊可及時的向負載提供恒定的電能即可。
優(yōu)選的，為了進一步的提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，該系統(tǒng)所包括的AC/DC模塊中的每個AC/DC模塊均能夠單獨的向負載提供額定能的電能；如當負載的額定電壓為48V，額定電流為30A時，則每個AC/DC模塊所能提供的電壓也均要達到48V及其以上，而輸出的電流也要達到30A及其以上，這樣只要有一個AC/DC模塊正常工作，就能確保能向負載提供足額的電功率。
進一步的，上述的供電系統(tǒng)還可包括電路保護模塊（圖中未示出），直流負載通過該電路保護模塊與冗余均流模塊電連接；該電路保護模塊在向直流負載提供諸如36V的直流電的同時，還可對供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的諸如過壓和/或過流、欠壓和/或欠流、開路和/或短路等故障時提供保護，進而確保整個供電系統(tǒng)能夠高效、可靠及穩(wěn)定地運行。
進一步的，上述的供電系統(tǒng)還可包括若干個清潔能源電能輸入端口，例如該若干個清潔能源電能輸入端口可包括如圖1中所示的太陽能發(fā)電接口、風能發(fā)電接口及其他環(huán)保能源接口（如沼氣發(fā)電接口等）等，其中每個接口均可用于接入對應(yīng)的一種發(fā)電類型的電能，如太陽能發(fā)電接口與太陽能發(fā)電設(shè)備電連接，以引入該太陽能發(fā)電設(shè)備輸出的電能為本申請供電系統(tǒng)所連接的負載所使用；相應(yīng)的，每個接口也就對應(yīng)通過一個接口轉(zhuǎn)換模塊分別與通儲轉(zhuǎn)換模塊連接，并利用于通儲轉(zhuǎn)換模塊電連接的能源轉(zhuǎn)換模塊，進而將清潔能源電能與市電供電網(wǎng)絡(luò)所提供的電能合并（能源轉(zhuǎn)換模塊將上述的諸如太陽能、風能或其他環(huán)保能源及市電網(wǎng)之間的能源轉(zhuǎn)換，以確定利用某一供電單元（如利用太陽能和/或風能和/或市電等對負載進行供電）對后續(xù)的負載進行供電）；由于設(shè)置在市電供電網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置了上述的清潔能源接入端口，進而可方便各種電能并入至市電供電終端網(wǎng)絡(luò)中；同時，當利用清潔能源進行供電時，由于可引入市電供電，進而可大大提升供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
優(yōu)選的，上述的清潔能源供電的優(yōu)先級可高于市電供電的優(yōu)先級，如僅利用清潔能源就能給負載提供充足的電能時，供電系統(tǒng)可斷開市電供電設(shè)備與負載之間的電連接，只有當所有的清潔能源供電無法滿足后續(xù)負載電能的需求時，可單獨或同時讓市電供電向負載供電，進而提升整個供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
進一步的，上述的供電系統(tǒng)還可包括儲能接口模塊及與該儲能接口模塊電連接蓄電池組（圖中未標示），且蓄電池組通過上述的儲能接口模塊分別通儲轉(zhuǎn)換模塊及能源轉(zhuǎn)換模塊電連接，通過利用上述的通儲轉(zhuǎn)換模塊來控制是向儲能電池組充電還是通過能源轉(zhuǎn)換模塊向負載釋放電能。
優(yōu)選的，上述的蓄電池組可設(shè)置為外置設(shè)備，即可根據(jù)不同的需求接入相應(yīng)容量的蓄電池組，以在上述交流供電模塊斷電和/或AC/DC模塊均無法正常工作和/或清潔能源供電不足時，通過能源轉(zhuǎn)換模塊向直流負載提供應(yīng)急電能，進而來進一步提升供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性；另外，在供電系統(tǒng)中交流供電正常工作時，還可利用冗余均流模塊經(jīng)儲能接口模塊向上述蓄電池組進行充電（圖中未示出），或者，清潔能源的電能通過通儲轉(zhuǎn)換模塊將清潔電能存儲至蓄電池組中，以確保蓄電池組預(yù)留有充足的電能，來應(yīng)對突發(fā)的斷電狀況，進而提升供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
優(yōu)選的，在本實施例中，清潔能源供電的優(yōu)先級最高，市電供電系統(tǒng)供電的優(yōu)選級次之，而蓄電池組供電的優(yōu)先級最低，只有當供電系統(tǒng)中其他所有的供電單元一起供電且不能提供充足的電能時，才啟用該蓄電池組供電。
進一步的，上述的供電系統(tǒng)還可包括DC/DC分級模塊，該DC/DC分級模塊具有至少兩個功率不同的負載端口，如圖1所示，DC/DC分級模塊具有提供大功率負載的第一負載端口，其可向負載提供350V的直流電，以及提供小功率負載的第二負載端口，其可向負載提供48V的直流電。由于本實施例中的DC/DC分級模塊是將前端DC（直流電）電壓進行分級輸出，且輸出標準可采用國際直流家電聯(lián)盟推薦的電壓標準：350V、48V，所以當只應(yīng)用于大功率負載時，可設(shè)置或設(shè)計模塊只輸出350V直流電，而當只應(yīng)用小功率負載（如照明）時，可設(shè)置或設(shè)計模塊只輸出48V直流電；當同時應(yīng)用于大功率負載和小功率負載時，則設(shè)置或設(shè)計模塊同時輸出350V和48V直流電；也可根據(jù)實際應(yīng)用需要設(shè)置或設(shè)計輸出相對應(yīng)電壓的直流電；這樣根據(jù)負載需求的不同，可使得輸出的電能與負載相契合，進而提升能量利用效率的同時，還能提升供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
優(yōu)選的，上述的儲能接口模塊可包括充電電路、放電電路及DC/DC轉(zhuǎn)換電路等，當其他供電單元不能滿足負載所需電能時，由外置蓄電池組通過儲能接口模塊向直流負載提供應(yīng)急電能。
進一步的，上述的供電系統(tǒng)還可包括監(jiān)測/保護模塊，上述的監(jiān)測/保護模塊連接于各個器件之間線路上（如每個AC/DC模塊與冗余均流模塊連接的線路上、冗余均流模塊與能源轉(zhuǎn)換模塊連接的線路上、每個接口轉(zhuǎn)換模塊與通儲轉(zhuǎn)換模塊連接的線路上、通儲轉(zhuǎn)換模塊與能源轉(zhuǎn)換模塊連接的線路上、儲能接口模塊與通儲轉(zhuǎn)換模塊連接的線路上、儲能接口模塊與能源轉(zhuǎn)換模塊連接的線路上、能源轉(zhuǎn)換模塊與DC/DC分級模塊連接的線路上以及DC/DC分級模塊上的各個端口（如第一負載端口、第二負載端口）上等），主要通過對每個監(jiān)控點的電壓和/或電流進行監(jiān)測、控制、報警及保護等，進而實現(xiàn)對供電系統(tǒng)進行過（欠）壓保護和/或過（欠）流保護和/或斷電保護，以及故障報警等。
進一步的，上述的供電系統(tǒng)還可包括中央處理器（MCU）、功能/模式設(shè)置鍵盤、顯示模塊等，上述的中央處理器與監(jiān)控/保護模塊連接，以對監(jiān)控/保護模塊獲取的每個端口的電性參數(shù)進行分析處理；同時，該中央處理器還分別與冗余均流模塊、通儲轉(zhuǎn)換模塊、能源轉(zhuǎn)換模塊、儲能接口模塊及DC/DC分級模塊的控制端連接，以根據(jù)分析處理結(jié)果控制冗余均流模塊、通儲轉(zhuǎn)換模塊、能源轉(zhuǎn)換模塊、儲能接口模塊及DC/DC分級模塊的運行，而顯示模塊則與中央處理器連接，以實時顯示供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)及電性參數(shù)；功能/模式設(shè)置鍵盤則與中央處理器連接，以設(shè)置供電系統(tǒng)的工作模式和/或每個模塊所啟用的功能。
其中，上述的中央處理器在當太陽能、風能、其他清潔能源任一能源電力充足時，則控制由其直接向負載直流供電；而當其他任一清潔能源不足以供電但具備一定電能時，可以涓流形式為儲能裝置充電；當太陽能、風能、其他環(huán)保能源、儲存能源均不足時則由市電供電；而當出現(xiàn)緊急情況，所有清潔能源及交流供電設(shè)備均無法供電時，則利用儲存能源（即蓄電池組）對負載進行應(yīng)急供電并報警。
進一步的，本實施例的供電系統(tǒng)還可包括與中央處理器連接的通訊接口模塊，以及分別與通訊接口模塊連接的負載有線通訊模塊、負載無線通訊模塊、GPRS通訊模塊、物聯(lián)網(wǎng)遠程通訊模塊。其中，上述的通訊接口模塊可預(yù)留多個通訊接口，即可根據(jù)需要單個或多個同時接入負載有線/無線監(jiān)控通訊模塊、GPRS監(jiān)控通訊模塊、物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控通訊模塊，以對供電系統(tǒng)及負載運行情況進行實時監(jiān)控；同時，由于本實施例中的供電系統(tǒng)還可通過GPRS、物聯(lián)網(wǎng)進行遠程功能/監(jiān)控模式設(shè)置，也可通過功能/模式設(shè)置鍵盤實地進行相應(yīng)的功能/監(jiān)控模式設(shè)置。
綜上所述，本實施例中的一種供電系統(tǒng)，可應(yīng)用于公共場所（如：商場、辦公樓、醫(yī)院、學校、工廠、車站、倉庫等），也可應(yīng)用于家庭供電，不僅具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，且還能穩(wěn)定無電磁輻射、無交流諧波干擾。在確保電能質(zhì)量優(yōu)良的前提下，利于負載的智能控制及其他高質(zhì)量能源與環(huán)保要求；另外，本實施例中的供電系統(tǒng)是利用AC/DC模塊（該AC/DC模塊均可為采用高轉(zhuǎn)換效率、高功率因數(shù)校正技術(shù)而設(shè)計的電路結(jié)構(gòu)）將交流供電模塊提供的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后，經(jīng)冗余均流模塊后即可向負載直接提供直流電供電，相對于傳統(tǒng)的交直流供電系統(tǒng)，功率因數(shù)PF的值得到大幅提升，即其電能的轉(zhuǎn)換效率得到大大的提升，進而可進一步的降低能源的浪費。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。