一種儲能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種儲能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力操作電源是電力系統(tǒng)不可缺少的組成部分，是向控制、信號設(shè)備、測量、繼電 保護(hù)、自動裝置等控制負(fù)荷、事故照明及斷路部分、合閘操作等動力負(fù)荷，不間斷提供直流 電源的設(shè)備。電力操作電源主要包括電力交換器和儲能設(shè)備，其中蓄電池是電力操作電源 中較為常用的儲能設(shè)備。
[0003] 圖1為目前利用蓄電池儲能的電力操作電源，包括隔離變壓器101、AC/DC整流模 塊102和蓄電池103。當(dāng)電網(wǎng)電壓正常供電時，AC/DC整流模塊102將隔離變壓器提供的電 源進(jìn)行整流后為直流負(fù)載供電，并為儲能的蓄電池103充電；當(dāng)電網(wǎng)電壓停止供電時，AC/ DC整流模塊102的輸入端沒有電源輸入，此時蓄電池103將儲存的電能釋放出來，給直流負(fù) 載持續(xù)供電，保障電力設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，保障電力設(shè)備完成相應(yīng)的保護(hù)操作。
[0004] 雖然圖1所示的蓄電池的儲能操作電源結(jié)構(gòu)簡單，且技術(shù)成熟，但仍存在許多不 足，如蓄電池103的使用壽命短、充電時間長、不能完全供電和工作溫度范圍窄等，且廢舊 的蓄電池也會給環(huán)境造成污染，故仍需對其進(jìn)行改進(jìn)。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種儲能控制系統(tǒng)，該儲能控制系統(tǒng)具有充 電時間短、使用壽命長、工作溫度范圍寬、成本低以及供電效率高的優(yōu)點。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：
[0007] 本實用新型提供一種儲能控制系統(tǒng)，包括AD/DC整流模塊和隔離變壓器，所述隔 離變壓器與所述AC/DC整流模塊連接，所述AC/DC整流模塊的第一輸出端和第二輸出端為 電源輸出端，所述儲能控制系統(tǒng)還包括：
[0008] 第一超級電容模組，開關(guān)電路和雙向DC/DC變換模塊，其中：
[0009] 所述開關(guān)電路的第一端與所述雙向DC/DC變換模塊的第一輸入端連接，所述開關(guān) 電路的第二端與所述雙向DC/DC變換模塊的第一輸出端連接，且所述開關(guān)電路的第一端與 所述雙向DC/DC變換模塊的第一輸入端的連接點與所述第一超級電容模組的第一端連接， 所述開關(guān)電路的第二端和所述雙向DC/DC變換模塊的第一輸出端的連接點與所述AC/DC整 流模塊的第一輸出端相連；
[0010] 所述第一超級電容模組的第二端與所述雙向DC/DC變換模塊的第二輸入端連接， 且所述雙向DC/DC變換模塊的第二輸出端與所述AC/DC整流模塊的第二輸出端相連。
[0011] 優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括第二超級電容模組；所述第二超級電容模組的第一端和 所述雙向DC/DC變換模塊的第一輸出端和所述開關(guān)電路的第二端的連接點相連，所述第二 超級電容模組的第二端和所述雙向DC/DC變換模塊的第二輸出端連接，且所述第二超級電 容模組的容量小于所述第一超級電容模組的容量。
[0012] 優(yōu)選地，所述第二超級電容模組的容量由所述AC/DC整流模塊連接的直流負(fù)載的 功率決定。
[0013] 優(yōu)選地，所述開關(guān)電路為直流開關(guān)，所述直流開關(guān)的第一端與所述雙向DC/DC變 換模塊的第一輸入端連接，所述直流開關(guān)的第二端與所述雙向DC/DC變換模塊的第一輸出 端連接。
[0014] 優(yōu)選地，所述開關(guān)電路包括：
[0015] 第一二極管，第二二極管，第三二極管，第四二極管和NPN型MOSFET管；所述第 一二極管的陽極與所述第二二極管的陰極連接；所述第一二極管的陰極與所述第三二極 管的陰極連接；所述第二二極管的陽極與所述第四二極管的陽極連接；所述NPN型MOSFET 管的漏極與所述第一二極管的陰極與所述第三二極管的陰極的連接點連接；所述NPN型 MOSFET管的源極與所述第二二極管的陽極與第四二極管的陽極的連接點連接。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點如下：
[0017] 本實用新型提供的儲能控制系統(tǒng)，將第一超級電容模組與開關(guān)電路和雙向DC/DC 變換模塊之間的連接點相連，在隔離變壓器供電故障下，可以控制開關(guān)電路導(dǎo)通使直流負(fù) 載和第一超級電容模組之間的供電線路導(dǎo)通，這樣第一超級電容模組取代蓄電池作為后備 電源，通過導(dǎo)通的供電線路為直流負(fù)載供電。并且在第一超級電容模組的電壓下降到第一 預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時，可以控制開關(guān)電路斷開以使AC/DC整流模塊和第一超級電容模組之間的供 電線路斷開；這樣雙向DC/DC變換模塊啟動，使雙向DC/DC變換模塊對輸入的電壓進(jìn)行放 大，將放大后的電壓提供給直流負(fù)載。
[0018]由于第一超級電容模組比蓄電池使用壽命長、充電時間短和工作溫度范圍寬等優(yōu) 點，故第一超級電容模組非常適合取代蓄電池作為儲能控制系統(tǒng)的后備電源，并且第一超 級電容模組可以通過供電線路直接與直流負(fù)載相接，而供電線路的阻抗較低，從而可以減 少了供電損耗，提高供電效率，同時第一超級電容模組的電壓下降到第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時，第 一超級電容模組通過雙向DC/DC變換模塊對第一超級電容模組的電壓進(jìn)行放大后提供給 直流負(fù)載，以使電壓滿足直流負(fù)載的電壓需求，也就是說即使第一超級電容模組的電壓無 法滿足直流負(fù)載的電壓需求時，通過本實用新型提供的儲能控制系統(tǒng)仍可對直流負(fù)載進(jìn)行 供電，從而提高了儲能控制系統(tǒng)的供電效率。
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還 可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1為現(xiàn)有儲能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本實用新型實施例提供的儲能控制系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實用新型實施例提供的儲能控制系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖4為本實用新型實施例提供的儲能控制系統(tǒng)中開關(guān)電路的一種示意圖；
[0024] 圖5為圖4所不開關(guān)電路的電流流向的一種不意圖；
[0025] 圖6為圖4所不開關(guān)電路的電流流向的另一種不意圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(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實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(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，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0027] 本實用新型實施例提供了一種儲能控制系統(tǒng)，用于對直流負(fù)載進(jìn)行供電，該儲能 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括：AC/DC整流模塊11、隔離變壓器12、第一超級電 容模組13、開關(guān)電路14和雙向DC/DC變換模塊15。
[0028] 其中，所述隔離變壓器12與所述AC/DC整流模塊11連接，所述AC/DC整流模塊11 的第一輸出端和第二輸出端為電源輸出端；所述開關(guān)電路14的第一端與所述雙向DC/DC變 換模塊15的第一輸入端連接，所述開關(guān)電路14的第二端與所述雙向DC/DC變換模塊15的 第一輸出端連接，且所述開關(guān)電路14的第一端與所述雙向DC/DC變換模塊15的第一輸入 端的連接點與所述第一超級電容模組13的第一端連接，所述開關(guān)電路14的第二端和所述 雙向DC/DC變換模塊15的第一輸出端的連接點與所述AC/DC整流模塊11的第一輸出端相 連。
[0029] 所述第一超級電容模組13的第二端與所述雙向DC/DC變換模塊15的第二輸入端 連接，且所述雙向DC/DC變換模塊15的第二輸出端與所述AC/DC整流模塊11的第二輸出 端相連。
[0030] 在本實用新型實施例中，當(dāng)隔離變壓器12正常供電狀態(tài)下，AC/DC整流模塊11直 接為直流負(fù)載供電，以保證直流負(fù)載可以正常工作，同時第一超級電容模組13在隔離變壓 器12正常供電的狀態(tài)下進(jìn)行充電，儲存電能，以備不時之需。即AC/DC整流模塊11不僅為 直流負(fù)載供電，還同時為第一超級電容模組13供電。
[0031] 在第一超級電容模組13充電過程中，把第一超級電容模組13的電壓與AC/DC整 流模塊11的輸出電壓差大于1V-2V時的狀態(tài)稱為充電初期，把第一超級電容模組13的電 壓與AC/DC整流模塊11的輸出電壓差小于1V-2V時的狀態(tài)稱為充電后期。
[0032] 在充電初期，AC/DC整流模塊11通過雙向DC/DC變換模塊15為第一超級電容模 組13充電，當(dāng)?shù)谝怀夒娙菽＝M13的電壓與AC/DC整流模塊11的輸出電壓差小于1V-2V 時，導(dǎo)通開關(guān)電路14,AC/DC整流模塊11便通過開關(guān)電路14直接為第一超級電容模13組 供電。由于隔離變壓器12在電網(wǎng)中大多是正常工作的，所以在電網(wǎng)中一般在充電后期將開 關(guān)電路一直控制為導(dǎo)通狀態(tài)，以實現(xiàn)第一超級電容模組13與AC/DC整流模塊11直接相連。 需要說明的是，在第一超級電容模組13充電過程中，儲能控制系統(tǒng)中各電器件工作狀態(tài)的 變換均是通過程序控制自動實現(xiàn)的。
[0033] 當(dāng)隔離變壓器12出現(xiàn)供電故障時，由于AC/DC整流模塊11失去電能，不能為直流 負(fù)載提供電能，故將第一超級電容模組13作為后備電源，將充電過程中儲存的電量釋放出 來為直流負(fù)載供電。由于開關(guān)電路14 一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，故第一超級電容模組13可以通 過開關(guān)電路14直接為直流負(fù)載供電，當(dāng)?shù)谝怀夒娙菽＝M13的供電電壓下降到第一預(yù)設(shè) 范圍時，控制開關(guān)電路14斷開，使第一超級電容模組13通過雙向DC/DC變換模塊15為直 流負(fù)載供電。
[0034] 需要說明的是，第一預(yù)設(shè)范圍是由直流負(fù)載的額定電壓決定的。如，對于額定電 壓12V的直流負(fù)載，當(dāng)