一种双路供电切换电路及供电电源的制作方法

1.本发明涉及储能系统内部供电安全领域，具体涉及一种双路供电切换电路及供电电源。


背景技术：

2.储能在电力消纳方面至关重要，电力系统是一个稳态平衡的系统，储能电站是在多种电力能源与电力需求之间进行调节缓冲，相当于“蓄水池”的作用，能够有效地提高系统调压、调频的能力。随着风电、光伏等新能源平价进程不断推进，新能源装机容量的不断提高，新能源发电具有间歇性和不稳定性的特点，由此引发的能源消纳问题日益凸显。建设储能电站，可用于削峰填谷、提高供电可靠性，新能源 储能成为发展趋势，利好储能电站行业高速发展。
3.但是一些储能电站往往地处偏远，实施“自救”能力有限，一旦外部电网发生故障，市电消失，将对储能系统正常运行造成极大影响，所以储能电站具有黑启动功能很有必要。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的储能电站往往地处偏远，实施“自救”能力有限的缺陷，从而提供一种双路供电切换电路及供电电源。
5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.第一方面，本发明实施例提供一种双路供电切换电路，包括：电压转换模块、控制模块、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路，其中，电压转换模块的第一输入端与市电连接，电压转换模块的第二输入端通过第二开关电路、第三开关电路与储能模块的正极输出端连接，电压转换模块的第二输入端还与储能模块的负极输出端连接，电压转换模块的输出端分别与第一开关电路、第三开关电路、控制模块的供电端连接，第一开关电路的两个输入端分别与储能模块的正极输出端、负极输出端连接，第一开关电路的两个输出端与负载的两个供电端连接；当市电正常时，第一开关电路、第二开关电路处于断开状态，电压转换模块将市电转换为供电电压，供电电压为第一开关电路、控制模块供电，第一开关电路由控制模块通过固定逻辑进行控制处于闭合状态，储能模块为负载供电；当所述市电异常时，手动闭合所述第二开关电路，所述电压转换模块通过第二开关电路接入所述储能模块的电压，所述电压转换模块将所述储能模块的输出电压转换为供电电压，所述供电电压为所述第一开关电路、控制模块供电，控制模块得电后，所述控制模块依次控制所述第三开关电路闭合、第二开关电路断开，所述电压转换模块通过第三开关电路接入所述储能模块的电压；当所述市电恢复正常时，所述控制模块控制所述第三开关电路断开。
7.在一实施例中，第一开关电路包括：正极接触器、负极接触器、第一正极常开触点及第一负极常开触点，其中，正极接触器的输入端与储能模块的正极输出端连接，正极接触器的输出端与负载的正极供电端连接，正极接触器的正极供电端通过第一正极常开触点与电压转换模块的正极输出端连接，正极接触器的负极供电端与电压转换模块的负极输出端
连接；负极接触器的输入端与储能模块的负极输出端连接，负极接触器的输出端与负载的负极供电端连接，负极接触器的正极供电端通过第一负极常开触点与电压转换模块的正极输出端连接，负极接触器的负极供电端与电压转换模块的负极输出端连接。
8.在一实施例中，第二开关电路包括：第一断路器，第一断路器的两端分别连接储能模块的正极输出端、电压转换模块的第二正极输入端。
9.在一实施例中，第三开关电路包括：直流接触器及第二正极常开触点，其中，直流接触器的输入端与储能模块的正极输出端连接，直流接触器的输出端与电压转换模块的第二正极输入端连接，直流接触器的正极供电端通过第二正极常开触点与电压转换模块的正极输出端连接，直流接触器的负极供电端与电压转换模块的负极输出端连接。
10.在一实施例中，双路供电切换电路还包括：第二断路器，电压转换模块的第一交流输入端、第二交流输入端分别与第二断路器的第一输出端、第二断路器的第二输出端连接，第二断路器的l极、第二断路器的n极分别与市电的火线、零线连接。
11.在一实施例中，双路供电切换电路还包括：熔断器，熔断器的第一端与储能模块的正极输出端连接，熔断器的第二端分别与直流接触器的输入端、正极接触器的输入端连接。
12.第二方面，本发明实施例提供一种供电电源，包括：储能模块及第一方面的双路供电切换电路，其中，储能模块的通过双路供电切换电路与负载连接，市电通过双路供电切换电路与负载连接。
13.在一实施例中，储能模块为多个串联连接的电池模组构成的电池簇。
14.在一实施例中，控制模块为bms电池管理系统。
15.本发明技术方案，具有如下优点：
16.本发明提供的双路供电切换电路及供电电源，当市电正常时，电压转换模块将市电进行转换后为第一开关电路、控制模块供电，储能模块为负载供电；当市电异常时，手动闭合第二开关电路，电压转换模块通过第二开关电路接入储能模块电压，电压转换模块将储能模块电压进行转换后为第一开关电路、控制模块供电，之后控制模块依次控制第三开关电路闭合、第二开关电路断开，电压转换模块通过第三开关电路接入储能模块电压；当市电恢复正常时，控制模块控制第三开关电路断开，电压转换模块将市电进行转换后为第一开关电路、控制模块供电。本发明通过电气设计在不同情况下实现交直流切换供电提出交直流切换供电的运行策略，实现储能电池系统黑启动功能。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例提供的双路供电切换电路的一个具体示例的组成图；
19.图2为本发明实施例提供的双路供电切换电路的另一个具体示例的组成图；
20.图3为本发明实施例提供的供电电源的一个具体示例的组成图。
具体实施方式
21.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
25.实施例1
26.本发明实施例提供一种双路供电切换电路，如图1所示，包括：电压转换模块1、控制模块2、第一开关电路3、第二开关电路4、第三开关电路5。
27.如图1所示，电压转换模块1的第一输入端与市电连接，即电压转换模块1的第一交流输入端、第二交流输入端分别与市电的火线、零线连接；电压转换模块1的第二输入端通过第二开关电路4、第三开关电路5与储能模块的正极输出端连接，电压转换模块1的第二输入端还与储能模块的负极输出端连接，即电压转换模块1的第二正极输入端分别通过第二开关电路4、第三开关电路5与储能模块的正极输出端连接，电压转换模块1的第二负极输入端与储能模块的负极输出端连接；电压转换模块1的输出端分别与第一开关电路3、第三开关电路5、控制模块2的供电端连接，即电压转换模块1输出的电压为第一开关电路3、第三开关电路5、控制模块2供电；第一开关电路3的两个输入端分别与储能模块的正极输出端、负极输出端连接，第一开关电路3的两个输出端与负载的两个供电端连接，即储能模块通过第一开关电路3为负载供电。
28.具体地，本发明实施例的储能模块不限于以光能、风能、可再生能源为例的新能源，还可以为其他具有储能的装置，在此不作限制。
29.具体地，本发明实施例的电压转换模块1的作用是将储能模块输出的电压或者市电转换为供电电压，该供电电压可以为第一开关电路3、第三开关电路5、控制模块2供电，其中，电压转换模块1可以为开关电源、反激电源等具有降压、整流功能的电路，在此不作限制。
30.具体地，现有技术中多只有市电通过电压转换模块1进行电压转换后为第一开关电路3、控制模块2供电，第一开关电路3由控制模块通过固定逻辑进行控制闭合，储能模块放电为负载供电，但是一旦市电故障或消失，则第一开关电路3、控制模块2断电，第一开关电路3失电断开，储能模块停止为负载供电，本发明实施例为了实现在市电消失或故障的情
况下，设置第二开关电路4、第三开关电路5，实现储能模块“自救”措施，储能模块的电压经过电压转换模块1进行转换后为控制模块2、第一开关电路3供电，从而维持负载供电稳定性，甚至实现不间断供电。
31.基于图1所示的双路供电切换电路，其应用方法包括以下几种情况：
32.(1)当市电正常时，第一开关电路3、第二开关电路4处于断开状态，电压转换模块1将市电转换为供电电压，供电电压为第一开关电路3、控制模块2供电，第一开关电路3由控制模块通过固定逻辑进行控制处于闭合状态，储能模块为负载供电。
33.(2)当市电异常时，手动闭合第二开关电路4，电压转换模块1通过第二开关电路接入储能模块电压，储能模块为电压转换模块1供电，电压转换模块1将储能模块的输出电压转换为供电电压，供电电压为第一开关电路3、控制模块2供电，控制模块2得电后，控制模块2依次控制第三开关电路5闭合、第二开关电路4断开，电压转换模块1通过第三开关电路接入储能模块电压；当市电恢复正常时，控制模块2控制第三开关电路5断开。
34.在一具体实施例中，如图2所示(图中以电压转换模块1为开关电源为例)，第一开关电路3包括：正极接触器km1、负极接触器km2、第一正极常开触点d01及第一负极常开触点d02，其中，正极接触器km1的输入端与储能模块的正极输出端连接，正极接触器km1的输出端与负载的正极供电端连接，正极接触器km1的正极供电端通过第一正极常开触点d01与电压转换模块1的正极输出端连接，正极接触器km1的负极供电端与电压转换模块1的负极输出端连接；负极接触器km2的输入端与储能模块的负极输出端连接，负极接触器km2的输出端与负载的负极供电端连接，负极接触器km2的正极供电端通过第一负极常开触点d02与电压转换模块1的正极输出端连接，负极接触器km2的负极供电端与电压转换模块1的负极输出端连接。
35.具体地，当市电正常时，第二开关电路4(图2中的qf2)、第三开关电路5(图2中的km)均断开，电压转换模块1将市电转换为供电电压(图2中的dc24v)，该供电电压为正极接触器km1、负极接触器km2、控制模块2供电，正极接触器km1、负极接触器km2、第一正极常开触点d01、第一负极常开触点d02均闭合，储能模块(图中电池模组#1～电池模组#16)通过正极接触器km1、负极接触器km2为负载供电。在一具体实施例中，如图2所示(图中以电压转换模块1为开关电源为例)，第二开关电路4包括：第一断路器qf2，第一断路器qf2的两端分别连接储能模块的正极输出端、电压转换模块1的第二正极输入端。
36.如图2所示，第三开关电路5包括：直流接触器km及第二正极常开触点d03，其中，直流接触器km的输入端与储能模块的正极输出端连接，直流接触器km的输出端与电压转换模块1的第二正极输入端连接，直流接触器km的正极供电端通过第二正极常开触点d03与电压转换模块1的正极输出端连接，直流接触器km的负极供电端与电压转换模块1的负极输出端连接。需要说明的是，第一正极常开触点d01、第一负极常开触点d02、第二正极常开触点d03为控制模块内部的继电器输出常开触点，用于通过固定逻辑控制来控制正极接触器km1、负极接触器km2、直流接触器km的状态。
37.具体地，当市电正常时，第一断路器qf2、直流接触器km均处于断开状态，市电经过电压转换模块1进行转换后为正极接触器km1、负极接触器km2、控制模块2供电，正极接触器km1、负极接触器km2由控制模块通过固定逻辑进行控制闭合，储能模块通过正极接触器km1、负极接触器km2为负载供电。
38.具体地，当市电消失或者故障时，电压转换模块1不再将市电转换为正极接触器km1、负极接触器km2、控制模块2的供电电压，正极接触器km1、负极接触器km2失电断开，储能模块不再通过正极接触器km1、负极接触器km2为负载供电，在这种情况下，为了实现“自救”，本发明实施需要首先手动闭合第一断路器qf2，此时，储能模块经过电压转换模块1进行转换后为正极接触器km1、负极接触器km2、控制模块2的供电电压，正极接触器km1、负极接触器km2得电闭合，控制模块2得电并且自动依次控制直流接触器km闭合、第一断路器qf2断开，储能模块通过正极接触器km1、负极接触器km2为负载供电，并且电压转换模块1依然将储能模块的输出电压转换为正极接触器km1、负极接触器km2、控制模块2的供电电压。
39.具体地，当市电恢复正常时，控制模块2自控控制直流接触器km断开，电压转换模块1将市电转换为正极接触器km1、负极接触器km2、控制模块2的供电电压，储能模块依然通过正极接触器km1、负极接触器km2为负载供电。
40.需要说明的是，本发明实施例的储能模块可以为由多个串联连接的电池模组构成的电池簇，则控制模块2可以为bms电池管理系统，电压转换模块1可以为开关电源，第一开关电路3、第二开关电路4、第三开关电路5、开关电压、bms电池管理系统置于电池簇高压盒，但仅以此举例，不以此为限制。
41.在一具体实施例中，如图2所示，双路供电切换电路还包括：第二断路器qf1，电压转换模块1的第一交流输入端、第二交流输入端分别与第二断路器qf1的第一输出端、第二断路器qf1的第二输出端连接，第二断路器qf1的l极、第二断路器qf1的n极分别与市电的火线、零线连接。
42.具体地，第二断路器qf1处于闭合状态，电压转换模块1通过第二断路器qf1接入市电ac220v电源。
43.在一具体实施例中，如图2所示，双路供电切换电路还包括：熔断器fu1，熔断器fu1的第一端与储能模块的正极输出端连接，熔断器fu1的第二端分别与直流接触器km的输入端、正极接触器km1的输入端连接，当储能模块充、放电电流过大或短路时，熔断器fu1断开，以保护负载免受损坏。
44.实施例2
45.本发明实施例提供一种供电电源，如图3所示，包括：储能模块及实施例1的双路供电切换电路，其中，储能模块的通过双路供电切换电路与负载连接，市电通过双路供电切换电路与负载连接。
46.具体地，储能模块通过双路供电切换电路为负载供电，当市电正常时，市电为双路供电切换电路内部的元器件供电，当市电消失时，储能模块为双路供电切换电路内部的元器件供电。
47.在一具体实施例中，如图2所示，储能模块为多个串联连接的电池模组(图中以16个电池模组为例)构成的电池簇，此外，储能模块还可以其他具有储能的具有放电功能、或者具有储能的具有充放电功能的装置，在此不作限制。
48.在一具体实施例中，当储能模块为电池簇时，控制模块2为bms电池管理系统。
49.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或
变动仍处于本发明创造的保护范围之中。