本實(shí)用新型涉及電源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在許多關(guān)鍵行業(yè)，如銀行、電信、證券等，為保障在線交易和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)等的安全與穩(wěn)定，必須要求支撐這些重要業(yè)務(wù)的存儲(chǔ)設(shè)備能全天候連續(xù)穩(wěn)定的工作，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷運(yùn)行。但是，由于主電源存在可能突然斷電的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)使得諸多行業(yè)中正在運(yùn)行或者處理的數(shù)據(jù)發(fā)生丟失，從而造成巨大的影響。因此，有必要對(duì)主電源進(jìn)行備電延時(shí)，使主電源在斷電后由備用電源繼續(xù)給核心系統(tǒng)供電，確保存儲(chǔ)設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，保證系統(tǒng)關(guān)鍵信息能夠正常儲(chǔ)存。

備電延時(shí)是設(shè)置備用電源，當(dāng)主電源發(fā)生斷電或者掉電時(shí)，備用電源作為電源為核心系統(tǒng)供電，備用電源的供電時(shí)間即為備電延時(shí)時(shí)間。

目前的備電延時(shí)一般是基于超級(jí)電容設(shè)計(jì)單板備用電源，在主電源工作期間，主電源同時(shí)作為備用電源的超級(jí)電容充電，當(dāng)主電源斷電或者掉電后，切換至備用電源為負(fù)載系統(tǒng)供電，直至主電源恢復(fù)或者備電延時(shí)時(shí)間超時(shí)。

如今各類設(shè)備常用的電源系統(tǒng)如圖1所示，主要包括備用電源模塊(Standby Power System，簡(jiǎn)稱SPS)和電源供應(yīng)模塊(Power Supply Unit，簡(jiǎn)稱PSU)兩大部分。其中，SPS模塊包括充電電池，向所述充電電池充電的充電器單元、監(jiān)測(cè)單元、升壓?jiǎn)卧约癆C/DC開關(guān)電源。

隨著供電設(shè)備技術(shù)的不斷進(jìn)步，市電故障率越來(lái)越低，特別在城市范圍內(nèi)，由于供電比較正常，備用電源系統(tǒng)長(zhǎng)期處于備用狀態(tài)而得不到合理的利用，利用率低下。為此，有必要提供一種新的備用電源系統(tǒng)，以提高備用電源系統(tǒng)的利用率，降低能源的消耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)目前備用電源系統(tǒng)存在的備用電源利用率低，存在能源消耗等問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型實(shí)施例采用了如下的技術(shù)方案：

一種具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)，包括備用電源模塊、電源供應(yīng)模塊，所述備用電源模塊包括充電電池單元、充電器單元、升壓?jiǎn)卧⒈O(jiān)測(cè)單元以及AC/DC開關(guān)電源，所述充電電池單元包括備用電源部分和儲(chǔ)能部分，所述儲(chǔ)能部分的容量為所述備用電源部分容量的0.01％～100％；所述充電電池單元與所述升壓?jiǎn)卧娺B接；

所述充電器單元與所述充電電池單元電連接；

所述監(jiān)控單元、升壓?jiǎn)卧謩e與所述AC/DC開關(guān)電源電連接；所述AC/DC開關(guān)電源與所述電源供應(yīng)模塊電連接，所述電源供應(yīng)模塊與負(fù)載電連接；

所述AC/DC開關(guān)電源、監(jiān)控單元及充電器單元分別外接交流電源。

優(yōu)選地，所述充電電池單元為電池或電池組，所述電池或電池組額定容量為所述備用電源系統(tǒng)所需容量的100.01％～200％。

優(yōu)選地，所述充電電池單元的備用電源部分和儲(chǔ)能部分為同一個(gè)電池或電池組。

優(yōu)選地，所述電池或電池組為鉛酸蓄電池、鎳氫電池或者鋰離子電池中的任一種。

優(yōu)選地，所述負(fù)載為存儲(chǔ)器或服務(wù)器。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能部分的容量為所述備用電源部分容量的20％～100％.

本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)，通過(guò)將充電電池單元分成備用電源部分和儲(chǔ)能部分的結(jié)合，使得備用電源系統(tǒng)在用電波谷時(shí)，外界交流電對(duì)充電電池進(jìn)行浮充，在用電波峰時(shí)，充電電池的儲(chǔ)能部分則進(jìn)行放電，而在外界斷電或者掉電時(shí)，備用電源部分可以供給負(fù)載，避免負(fù)載運(yùn)行的中斷；該備用電源系統(tǒng)利用電峰谷差時(shí)提高了備用電源系統(tǒng)的利用率，并且可以通過(guò)峰谷差價(jià)來(lái)降低設(shè)備的投入成本。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的備用電源系統(tǒng)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)充電和放電示意圖；

圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)在UPS系統(tǒng)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)。所述具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)包括備用電源模塊1、電源供應(yīng)模塊2，所述備用電源模塊1包括充電電池單元11、充電器單元12、升壓?jiǎn)卧?3、監(jiān)測(cè)單元14以及AC/DC開關(guān)電源15，所述充電電池單元11包括備用電源部分111和儲(chǔ)能部分112，所述儲(chǔ)能部分112額定容量為所述備用電源部分111額定容量的0.01％～100％；

所述充電電池單元11與所述升壓?jiǎn)卧?3電連接；

所述充電器單元12與所述充電電池單元11電連接；

所述監(jiān)控單元14、升壓?jiǎn)卧?3分別與所述AC/DC開關(guān)電源15電連接；所述AC/DC開關(guān)電源15與所述電源供應(yīng)模塊2電連接，所述電源供應(yīng)模塊2與負(fù)載電連接；

所述AC/DC開關(guān)電源15、監(jiān)控單元14及充電器單元12分別外接交流電源。

具體地，充電電池單元11的備用電源部分111和儲(chǔ)能電池部分112為電池或者電池組，充電電池單元11的額定容量為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的備用電源系統(tǒng)限定所使用的備用電源容量的100.01～200％。

進(jìn)一步優(yōu)選地，充電電池單元11的額定容量為本發(fā)明實(shí)施例所述的備用電源系統(tǒng)限定所使用的備用電源容量的120～200％。從而能夠滿足作為充電用和作為儲(chǔ)能用的功效。

優(yōu)選地，出于實(shí)際的應(yīng)用考慮，所述儲(chǔ)能部分112額定容量為所述備用電源部分111額定容量的20％～100％；

優(yōu)選地，充電電池單元11中備用電源部分111和儲(chǔ)能部分112為同一個(gè)電池或者電池組。如，當(dāng)充電電池單元11中備用電源部分111和儲(chǔ)能部分112是同一個(gè)電池或者電池組時(shí)，在外接電路斷電或者掉電的情況下，假設(shè)所需要的備用電源系統(tǒng)的電池的容量是100Ah，那么充電電池單元11作為一個(gè)電池或者電池組，其容量至少為120Ah。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述電池或電池組為鉛酸蓄電池、鎳氫電池或者鋰離子電池中的任一種。

上述監(jiān)控單元15監(jiān)控輸入的交流電是否出現(xiàn)斷電或者掉電，并反饋監(jiān)控信號(hào)。

直流電源直接通過(guò)AC/DC開關(guān)電源15，由AC/DC開關(guān)電源15將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，以供負(fù)載使用。

當(dāng)外接電源掉線或者斷路時(shí)，充電電池單元11的備用電源部分111和儲(chǔ)能部分112輸出電量，在升壓?jiǎn)卧?3處進(jìn)行升壓處理，使得電壓達(dá)到負(fù)載需要的電壓，符合要求的電壓經(jīng)過(guò)AC/DC開關(guān)電源15、電源供應(yīng)模塊2供給負(fù)載使用。

上述負(fù)載為存儲(chǔ)器或者服務(wù)器。

如圖3所示，對(duì)比了本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)(實(shí)線表示)以及傳統(tǒng)電源系統(tǒng)(虛線表示)的工作狀態(tài)變化示意圖。當(dāng)電價(jià)位于波谷時(shí)，充電電池單元11進(jìn)行充電，電價(jià)位于波峰時(shí)，充電電池單元11進(jìn)行放電，以便獲得峰谷差價(jià)，減少投入成本，提高設(shè)備的利用率。具體地，當(dāng)充電電池單元11的電池或者電池組充電至V1后，在電價(jià)位于波峰時(shí)，儲(chǔ)能部分112作為儲(chǔ)能用，可以放電至V2；當(dāng)電價(jià)再次位于波谷時(shí)，進(jìn)行充電至V1；在整個(gè)過(guò)程中，由于充電電池單元11中備用電源部分111和儲(chǔ)能部分112兩者的總電量相加，容量不低于V2，所以遇到市電停電時(shí)，電池隨時(shí)可以起到備用電源的功效，并且可以放電至V3。所以，相對(duì)于傳統(tǒng)電源備用系統(tǒng)，本方案不僅能更好的實(shí)現(xiàn)備用電源的功能，而且充分發(fā)揮其儲(chǔ)能系統(tǒng)的功能，并通過(guò)峰谷差異，降低設(shè)備的投入成本。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)，充電電池單元通過(guò)備用電源部分和儲(chǔ)能部分的結(jié)合，使得備用電源系統(tǒng)在用電波谷時(shí)，外界交流電對(duì)充電電池進(jìn)行浮充，在用電波峰時(shí)，充電電池則進(jìn)行放電，而在外界斷電或者掉電時(shí)，備用電源部分可以供給負(fù)載，避免負(fù)載運(yùn)行的中斷，避免運(yùn)行過(guò)程中正在處理的數(shù)據(jù)丟失；該備用電源系統(tǒng)利用電峰谷差時(shí)提高了備用電源系統(tǒng)的利用率，并且可以通過(guò)峰谷差價(jià)來(lái)降低設(shè)備的投入成本。

為了更好的說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例提供的具有儲(chǔ)能功效的備用電源系統(tǒng)，下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種UPS的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖4所示。本實(shí)施例提供的充電電池單元11的備用電源部分和儲(chǔ)能部分采用同一個(gè)電池組，也就是說(shuō)，本實(shí)施例UPS內(nèi)部需要100Ah的備用電源，那么充電電池單元11構(gòu)成的備用電源額定容量為120Ah。

在該電路中，主要有旁路優(yōu)先和整流優(yōu)先兩種工作模式。在旁路優(yōu)先模式下，從0：00時(shí)到5：00時(shí)(電價(jià)位于波谷)，線路一給負(fù)載供電，線路二給備用電源11充電至120Ah(V1)，從5：00時(shí)到8：00時(shí)，線路一給負(fù)載供電，線路二對(duì)電池進(jìn)行浮充。從8：00時(shí)到16：00時(shí)(電價(jià)位于波峰)，電源11開始放電，給負(fù)載供電，從16：00時(shí)到18：00時(shí)，電源11電量達(dá)到100Ah(V2)，切換到線路一供電。從18：00時(shí)到20：00時(shí)(電價(jià)位于下一個(gè)波谷)，線路一給負(fù)載供電，線路二給電源11充電至120Ah(V1)。從20：00時(shí)到24：00時(shí)，線路一給負(fù)載供電，線路二對(duì)電源11進(jìn)行浮充。當(dāng)在5：00時(shí)至8：00時(shí)或20：00時(shí)至24：00時(shí)之間遇到市電停電，電源11的電量為120Ah，高于UPS備用電源的要求；當(dāng)在8：00時(shí)至16：00時(shí)或者18：00時(shí)至20：00時(shí)之間遇到市電停電，電源11的電量在100Ah到120Ah之間，也高于UPS備用電源的要求；當(dāng)在16：00時(shí)至18：00時(shí)之間遇到市電停電，電源11的電量為100Ah，也正好符合UPS備用電源的要求。所以在整個(gè)過(guò)程中遇到市電停電，電源11隨時(shí)都可以滿足UPS備用電源的要求。若UPS故障時(shí)，則切換到線路三供電。

在整流優(yōu)先模式下，從0：00時(shí)到5：00時(shí)(電價(jià)位于波谷)，線路二給負(fù)載供電，同時(shí)也給電源11充電至120Ah(V1)，從5：00時(shí)到8：00時(shí)，線路二給負(fù)載供電，同時(shí)對(duì)電源11進(jìn)行浮充。從8：00時(shí)到16：00時(shí)(電價(jià)位于波峰)，電源11放電，給負(fù)載供電，從16：00時(shí)到18：00時(shí)，電源11電量達(dá)到100Ah(V2)，切換到線路二供電。從18：00時(shí)到20：00時(shí)(電價(jià)位于下一個(gè)波谷)，線路二繼續(xù)給負(fù)載供電，同時(shí)給電源11充電至120Ah(V1)。從20：00時(shí)到24：00時(shí)，線路二給負(fù)載供電，同時(shí)對(duì)電源11進(jìn)行浮充。當(dāng)在5：00時(shí)至8：00時(shí)或20：00時(shí)至24：00時(shí)之間遇到市電停電，電源11的電量為120Ah，高于UPS備用電源的要求；當(dāng)在8：00時(shí)至16：00時(shí)或者18：00時(shí)至20：00時(shí)之間遇到市電停電，電源11的電量在100Ah到120Ah之間，也高于UPS備用電源的要求；當(dāng)在16：00時(shí)至18：00時(shí)之間遇到市電停電，電源11的電量為100Ah，也正好符合UPS備用電源的要求。所以在整個(gè)過(guò)程中遇到市電停電，電源11隨時(shí)都可以滿足UPS備用電源的要求。若線路二故障時(shí)，切換到線路一供電，當(dāng)UPS故障時(shí)，切換到線路三供電。

因此，在電價(jià)位于波谷時(shí)電源11可進(jìn)行充電，在電價(jià)位于波峰時(shí)可進(jìn)行放電，以便獲得峰谷差價(jià)減少設(shè)備投入成本、提高設(shè)備的利用率。這樣，不僅能更好地實(shí)現(xiàn)備用電源的功能，而且能充分發(fā)揮其儲(chǔ)能系統(tǒng)的功能。

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