一种多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统的制作方法

本发明属于不间断供电，具体涉及一种多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统。

背景技术：

1、现代化精密测控设备以及数据处理设备和工矿持续运行设备，都需要稳定且高质量的电力供应保障，不仅需要不间断供电，而且需要相应的供应电力稳定可靠无扰动。目前现有技术主要是采用采用dc/ac-ac/dc结构的ups不间断电源，进行保电供电；不仅两级电力变换增加电力损耗，而且面对负荷用电随机产生的电力波动，特别是测控设备在投切和加载或减载运行过程，存在更大的电力冲击性以及电流反灌现象，现有技术的ups不间断电源不具备负荷侧跟踪吸纳及平抑波动的能力，使得测控设备在投切和运行过程中产生的电力波动或电流反灌的情况时，ups不间断供电系统及其他的负荷受到扰动和冲击，严重时会造成其他精密负荷设备的停机，以及ups不间断电源系统的故障及停机风险。

2、由于在运行过程中，由于用电负荷设备的投切以及加载或减载，会产生电压的波动或电流反灌现象，影响在线负荷设备的用电质量，严重时会造成其他负荷设备的停机与故障，甚至使不间断供电系统产生故障或停机的风险。因此，作为现代化测控设备的电源保障系统，特别是大型精密测控设备及数据中心理设备和工矿持续运行的设备，供电保障系统需要解决和克服现有技术的缺陷，特别是：

3、1)在实时解决多电源无缝切换与供电质量的同时，需要解决负荷端造成电力不稳定以及重大故障的风险；不仅是不间断持续供电，还需要具备负荷侧电力波动的平抑能力，将不间断持续供电与改善负荷侧产生电力波动的平抑能力进行融合管控处理。

4、2)克服长期以来业界惯用dc/ac-ac/dc结构的ups不间断电源系统，即交流转直流、直流再转交流的技术手段，造成供电电力多一级变换带来的电能损耗。

5、3)克服dc/ac-ac/dc结构的ups不间断电源系统，其中两个主要电力变换电路的性能及功效不同，不能互补替换，弱化了系统整体功能，降低了系统性价比。

技术实现思路

1、为了克服现有技术及方案的缺陷与不足，本发明提出一种多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统，其特征在于，由多个交直流双路并接功率模块并联，各交直流双路并接功率模块的功率模块控制器及锂电池管理系统bms，分别通过系统控制总线，连接电源保障控制系统；所述交直流双路并接功率模块，包括：功率模块控制器、电源侧逆变电路、负荷侧逆变电路、直流母线、功率模块控制线、电力驱动开关电力连接线，其特征还在于，所述电源侧逆变电路，分别通过双控交流电力线和模块维修旁路电力线，连接负荷侧逆变电路；同时电源侧逆变电路的直流侧，通过直流母线连接负荷侧逆变电路；所述直流母线与连接锂电池管理系统bms的锂电池模组连接；构成多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统。

2、所述一种多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统，其特征在于，所述电源侧逆变电路、负荷侧逆变电路，采用具有受控并网与离网运行模式的双向储能逆变器电路。

3、所述一种多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统，其特征在于，所述双控交流电力线，由电力线分别顺次从电源侧连接电力驱动开关和电控开关，构成具有双开关串联结构的双控交流电力线；其特征在于，所述电力驱动开关采用通电闭合的常开式开关，并通过电力驱动开关电力连接线接入双控交流电力线的供电电源侧，供电电源断电时，电力驱动开关断开；电控开关采用交直流双路并接功率模块的设备供电，并受电源保障控制系统与功率模块控制器实时控制。

4、所述一种多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统，其特征在于，所述模块维修旁路电力线，由电力线连接由交直流双路并接功率模块供电的受控开关或人工手动开关，且采用常开式开关。

5、所述一种多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统，其特征在于，所述多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统，通过电源接入端接入供电电源或备用电源或新能源电力电源；通过负荷接入端接入各用电负荷。

6、所述一种多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统，其运行控制方法与流程为：

7、s1)供电电源接入多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统，用电负荷接入多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统；

8、s2)供电电源的电源开关合闸上电，电力驱动开关闭合；多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统待机模式开机，设备异常时，将相应交直流双路并接功率模块的受控开关或人工手动开关闭合，供电电源与用电负荷之间电力路径通过模块维修旁路电力线导通，同时报警维修；设备正常时，电源保障控制系统控制电控开关闭合，供电电源与用电负荷之间电力路径，经双控交流电力线导通；交直流双路并接功率模块的电源侧逆变电路和负荷侧逆变电路，同时并接在双控交流电力线上，并以电压源模式运行；

9、s3)用电负荷正常运行，由供电电源通过双控交流电力线为用电负荷供电，同时各交直流双路并接功率模块的电源侧逆变电路和负荷侧逆变电路与供电电源同步运行，并提供电压与频率支撑及有功无功补偿；

10、s4)供电电源故障断电时，电力驱动开关自动断开，电压源模式的负荷侧逆变电路持续运行并出力，为用电负荷不间断供电，同时功率模块控制器控制电源侧逆变电路以并网模式待机运行或停机；

11、s5)供电电源故障修复并具备供电能力，在供电电源的电源开关，或备用电源的备用电源开关，或新能源电力电源开关之一，闭合接入并正常供电时，各交直流双路并接功率模块的功率模块控制器，控制相应电源侧逆变电路以并网模式运行，并以恒功率为锂电池模组充电，同时各交直流双路并接功率模块的功率模块控制器，依据由锂电池管理系统bms获取的锂电池模组的运行参数，控制相应电源侧逆变电路功率；

12、s6)各交直流双路并接功率模块的功率模块控制器，读取电源侧逆变电路的运行参数，并调节和控制负荷侧逆变电路与电源侧逆变电路进行同期运行；

13、s7)电源保障控制系统通过各交直流双路并接功率模块的功率模块控制器，读取电源侧逆变电路和负荷侧逆变电路同期运行参数，判断为均同期时，控制相应电控开关闭合；转回步骤s3)。

14、本发明一种多源融合技术的测控设备无扰动智能电源保障系统，利用电力电子电压源受控同期互补运行控制技术，以创新的产品结构和智能化运行控制，实现供电电源、备用电源、新能源电源，多电源投切及电压源模式运行的多电源互补融合无扰动供电；供电电源停电时，由电压源模式运行的负荷侧逆变电路持续为负荷供电；供电电源投入时，电源侧逆变电路将交流电转换直流电，由负荷侧逆变电路持续为负荷供电；由功率模块控制器调节控制负荷侧逆变电路与电源侧逆变电路，达成同期时，控制电控开关闭合，将双控交流电力线导通，由供电电源直接为负荷供电；同时负荷侧逆变电路与电源侧逆变电路以电压源模式与电网协同运行，并按设定的电压及频率与供电电源互补，平抑负荷侧电压和频率的波动，为用电负荷稳定且高质量供电，实现多源融合互补运行，保障持续供电的同时，改善保电供电的电力质量。