CN118100405A - 一种电源应急供电*** - Google Patents
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Abstract
本申请涉及供电***技术领域，公开了一种电源应急供电***，包括主电源模块、UPS模块、电池模块、发电机模块、自动切换设备模块、监控与控制模块、能源管理模块、环境友好模块；所述主电源模块用于接收来自主电网的电力，并对电力进行监测和调节；所述UPS模块用于提供瞬时或短期的备用电力；所述电池模块用于存储能量以备用电源。通过各模块的协作，可确保在主电源中断时平稳切换到备用电源，提升***的稳定性，避免因电力中断而影响关键设备的正常运行，且各模块间的紧密协作，自动切换设备持续供电，发电机提供备用电力等功能保证***的可靠性，确保关键设备在电力故障时仍能持续运行，避免生产或服务中断。
Description
技术领域
本发明涉及供电***技术领域，具体为一种电源应急供电***。
背景技术
电源应急供电***是确保在主电源中断或故障时能够持续为关键设备或***提供电力供应的***，该***通常由主电源、电源(UPS)、电池组、发电机等，各模块协同工作以保障电力供应的连续性和稳定性。
在正常情况下，主电源为设备提供电力，而当主电源发生故障或中断时，电源应急供电***会自动或手动地切换到备用电源，如UPS***或发电机，UPS***能够在电力中断时迅速接管电力供应，确保设备持续运行；而发电机则可提供长时间的备用电力，以确保设备在较长时间内不受电力中断的影响。
总的来说，电源应急供电***是为保障关键设备在电力中断时能持续供电而设计的***。
现有技术中，电源应急供电***中的各模块随时间的推移会逐渐老化，维护困难会导致设备故障率增加，影响***的可靠性和稳定性，且能源管理模块会受到数据采集不准确或能源优化算法不完善等因素影响，导致能源分配不合理，影响***的能源利用效率和成本控制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种电源应急供电***，解决电源应急供电***中的各模块随时间的推移会逐渐老化，维护困难会导致设备故障率增加，影响***的可靠性和稳定性，且能源管理模块会受到数据采集不准确或能源优化算法不完善等因素影响，导致能源分配不合理，影响***的能源利用效率和成本控制的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电源应急供电***，包括主电源模块、UPS模块、电池模块、发电机模块、自动切换设备模块、监控与控制模块、能源管理模块、环境友好模块；所述主电源模块用于接收来自主电网的电力，并对电力进行监测和调节；所述UPS模块用于提供瞬时或短期的备用电力；所述电池模块用于存储能量以备用电源；所述发电机模块用于在主电源中断时提供长期的备用电力；所述自动切换设备模块用于监测主电源的状态，并在检测到主电源故障时自动切换到备用电源，确保***无缝切换并持续供电；所述监控与控制模块用于监视电源应急供电***的运行状态；所述能源管理模块用于监控***各部分的能源消耗情况，并根据实际需求对能源进行合理分配，降低能源浪费；所述环境友好模块用于减少***对周围环境的影响，提升***的可持续性；
所述主电源模块通常通过电缆连接到UPS模块，所述UPS模块与电池模块间通过电缆连接，所述UPS模块和发电机模块间也通过电缆连接，所述UPS模块和自动切换设备模块间通过电缆连接，所述监控与控制模块通常通过数据通信连接到各模块，所述能源管理模块与各模块通过数据通信连接，所述环境友好模块通常通过电气连接与***其他部分连接。
优选的，所述主电源模块包括电力输入单元、电力监测单元、电力调节单元；所述电力输入单元用于接收来自主电网的电力输入；所述电力监测单元用于监测主电源的电压、频率等参数；所述电力调节单元的作用是对主电源的电力进行调节，确保输出符合***要求。
优选的，所述UPS模块包括逆变器单元、充电单元、输出单元；所述逆变器单元将直流电源转换为交流电源；所述充电单元负责对电池进行充电；所述输出单元将UPS输出的电力供应给负载设备。
优选的，所述电池模块包括电池组件、电池管理单元；所述电池组件的作用是存储电能以备用电源；所述电池管理单元监控电池的状态、温度和充放电过程，确保电池处于最佳工作状态。
优选的，所述发电机模块包括发电机组件、燃油***、发电机控制单元；所述发电机组件用于提供长期备用电力；所述燃油***用于提供燃料以供发电机运行；所述发电机控制单元用于监控发电机的运行状态并控制其输出电力。
优选的，所述自动切换设备模块包括切换单元、切换控制单元；所述切换单元用于监测主电源状态；所述切换控制单元用于控制切换单元的操作，确保切换过程平稳可靠。
优选的，所述监控与控制模块包括数据采集单元、监控单元、控制单元；所述数据采集单元用于收集各模块的运行数据；所述监控单元用于监视***整体的运行状态；所述控制单元根据监控数据对***进行控制和调节。
优选的，所述能源管理模块包括能源监测单元、能源优化单元；所述能源监测单元监测***能源的消耗情况；所述能源优化单元优化能源分配，提高能源利用效率。
优选的，所述环境友好模块包括低噪音设计、低排放设计；所述低噪音设计减少***运行时的噪音污染；所述低排放设计减少***对环境的排放污染。
优选的，所述电力监测单元运用电压监测算法：监测电网电压是否在设定范围内：
V误差＝|V测量-V设定|
所述电池管理单元通过电池充放电算法：根据电池状态和需求，控制充电和放电过程：
所述发电机控制单元通过发电机输出功率控制算法：根据负载需求和***状态，控制发电机输出功率：
[P输出＝P负载+P损耗]。
工作原理：首先，主电源模块接收来自主电网的电力，并监测、调节电力以确保输出符合***要求，同时，UPS模块提供瞬时或短期的备用电力，逆变器单元将直流电源转换为交流电源，充电单元对电池进行充电，输出单元将UPS输出的电力供应给负载设备，此外，电池模块存储能量以备用电源，电池组件存储电能，电池管理单元监控电池状态和充放电过程，确保电池处于最佳工作状态，同时，发电机模块在主电源中断时提供长期的备用电力，发电机组件提供备用电力，燃油***提供燃料，发电机控制单元监控发电机运行状态并控制输出电力，此外，自动切换设备模块监测主电源状态，当检测到主电源故障时自动切换到备用电源，确保***无缝切换并持续供电，切换单元监测主电源状态，切换控制单元控制切换操作，同时，监控与控制模块监视整个***的运行状态，数据采集单元收集各模块的运行数据，监控单元监视***整体运行状态，控制单元根据监控数据对***进行控制和调节，此外，能源管理模块监控***各部分的能源消耗情况，根据实际需求对能源进行合理分配，降低能源浪费，能源监测单元监测能源消耗情况，能源优化单元优化能源分配，最后，环境友好模块减少***对周围环境的影响，提升***的可持续性，低噪音设计减少噪音污染，低排放设计减少对环境的排放污染。
本发明提供了一种电源应急供电***。具备以下有益效果：
1、本发明通过主电源监测调节、UPS备用电力和电池储能等模块的协作，可以确保在主电源中断时平稳切换到备用电源，提升***的稳定性，避免因电力中断而影响关键设备的正常运行，且各模块间的紧密协作，自动切换设备持续供电，发电机提供备用电力等功能保证***的可靠性，确保关键设备在电力故障时仍能持续运行，避免生产或服务中断，提高电源应急供电***可行性。
2、本发明通过能源管理模块对***各部分的能源消耗情况进行监测和优化分配，降低能源浪费，提高能源利用效率，以节约能源成本并减少对环境的影响，且***中的环保模块设计能减少***对周围环境的影响，采用低噪音设计和低排放设计，降低噪音和排放污染，提升***的环保性，符合可持续发展的要求，最后，***中的监控与控制模块实时监视***运行状态，并根据监控数据对***进行自动化控制和调节，提高***的智能化程度，减少人为干预，提升运行效率。
附图说明
图1为本发明的***图；
图2为本发明的主电源模块示意图；
图3为本发明的UPS模块示意图；
图4为本发明的电池模块示意图；
图5为本发明的发电机模块示意图；
图6为本发明的自动切换设备模块示意图；
图7为本发明的监控与控制模块示意图；
图8为本发明的能源管理模块示意图；
图9为本发明的环境友好模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例：
请参阅附图1-附图9，本发明实施例提供一种电源应急供电***，包括主电源模块、UPS模块、电池模块、发电机模块、自动切换设备模块、监控与控制模块、能源管理模块、环境友好模块；主电源模块用于接收来自主电网的电力，并对电力进行监测和调节；UPS模块用于提供瞬时或短期的备用电力；电池模块用于存储能量以备用电源；发电机模块用于在主电源中断时提供长期的备用电力；自动切换设备模块用于监测主电源的状态，并在检测到主电源故障时自动切换到备用电源，确保***无缝切换并持续供电；监控与控制模块用于监视电源应急供电***的运行状态；能源管理模块用于监控***各部分的能源消耗情况，并根据实际需求对能源进行合理分配，降低能源浪费；环境友好模块用于减少***对周围环境的影响，提升***的可持续性；
主电源模块通常通过电缆连接到UPS模块，UPS模块与电池模块间通过电缆连接，UPS模块和发电机模块间也通过电缆连接，UPS模块和自动切换设备模块间通过电缆连接，监控与控制模块通常通过数据通信连接到各模块，能源管理模块与各模块通过数据通信连接，环境友好模块通常通过电气连接与***其他部分连接。
主电源模块主要负责接收来自主电网的电力，并对电力进行监测和调节，确保电力质量符合***要求；UPS模块提供瞬时或短期的备用电力，以应对电力波动或瞬时断电，保证***的连续供电；电池模块用于存储能量，同时平衡并稳定***电力输出，以应对突发负荷变化；发电机模块在主电源中断时提供长期的备用电力，通常用于长时间停电或主电源无法恢复的情况下提供持续供电；自动切换设备模块监测主电源的状态，并在检测到主电源故障时自动切换到备用电源，确保***无缝切换并持续供电，提高***的可靠性；监控与控制模块用于监视电源应急供电***的运行状态，包括电力质量、设备状态、故障报警等，并通过控制功能对***进行调节和优化；能源管理模块：监控***各部分的能源消耗情况，并根据实际需求对能源进行合理分配，降低能源浪费，提高能源利用率，降低运行成本；环境友好模块：减少***对周围环境的影响，包括噪音控制、废气处理、节能减排等，提升***的可持续性，符合环保要求。
主电源模块包括电力输入单元、电力监测单元、电力调节单元；电力输入单元用于接收来自主电网的电力输入；电力监测单元用于监测主电源的电压、频率等参数；电力调节单元的作用是对主电源的电力进行调节，确保输出符合***要求。
电力输入单元负责接收来自主电网的电力输入，通常包括电缆、插座和连接器等设备，用于将主电网的电力引入***；电力监测单元用于监测主电源的电压、频率等参数，通过实时监测电力输入的状态，可及时发现电力波动、电压异常等问题，并提供给其他模块进行相应的处理；电力调节单元主要作用是对主电源的电力进行调节，以确保输出符合***要求，可根据***的电力需求，对电压、频率等进行调整和稳定，以保证***的正常运行；电力调节单元通常包括稳压器、滤波器、功率因数校正装置等设备，稳压器用于稳定输出电压，确保***设备得到稳定的电压供应；滤波器用于滤除电力输入中的噪声和干扰，提供干净的电力输出；功率因数校正装置用于调整功率因数，提高电力利用效率；通过电力输入单元、电力监测单元和电力调节单元的协同工作，主电源模块能够实现对主电网电力的有效接收、监测和调节，提供稳定的电力输出给电源应急供电***。
UPS模块包括逆变器单元、充电单元、输出单元；逆变器单元将直流电源转换为交流电源；充电单元负责对电池进行充电；输出单元将UPS输出的电力供应给负载设备。
逆变器单元是UPS模块的核心部分，主要功能是将直流电源转换为交流电源，并将其转换为稳定的交流电供应给负载设备，确保***连续供电；充电单元负责对电池进行充电；输出单元是UPS模块将电力供应给负载设备的部分；
通过逆变器单元、充电单元和输出单元的协同工作，UPS模块能实现对电力的转换、充电和输出功能，以提供备用电力，并保证在主电源故障或电力波动时，负载设备能够持续运行，避免数据丢失、设备损坏或生产中断等不良后果。
电池模块包括电池组件、电池管理单元；电池组件的作用是存储电能以备用电源；电池管理单元监控电池的状态、温度和充放电过程，确保电池处于最佳工作状态。
当主电源中断或电力波动时，电池组件能释放储存的电能，为***提供持续供电，确保负载设备能够正常运行；电池管理单元是对电池进行监控和管理的关键部件，负责监测电池的状态、温度和充放电过程，并采取相应的控制策略，以确保电池处于最佳工作状态。电池管理单元通常包括电池监测芯片、温度传感器、电池保护电路等组件，电池监测芯片负责采集和处理电池参数的数据，并将其传输给其他模块进行分析和控制；温度传感器用于实时监测电池的温度，以确保在适宜的温度范围内工作；电池保护电路则用于防止电池过充、过放、短路等情况，保障电池的安全运行。
发电机模块包括发电机组件、燃油***、发电机控制单元；发电机组件用于提供长期备用电力；燃油***用于提供燃料以供发电机运行；发电机控制单元用于监控发电机的运行状态并控制其输出电力。
发电机组件其主要作用是提供长期备用电力，发电机组件通过燃烧燃料产生机械能，进而转化为电能，为***提供稳定的电力输出，发电机组件通常由发动机和发电机组成，其中发动机负责产生机械能，发电机则将机械能转换为电能；燃油***用于提供燃料以供发电机运行，燃油***负责储存和供应燃料给发动机，确保发电机能够持续运行，同时，燃油***要保证燃油的质量和清洁度，以确保发动机的正常工作和延长其寿命；发电机控制单元负责监测发电机的运行状态，包括电压、频率、功率等参数，并根据***需求进行相应的调节和控制；发电机控制单元通常包括电子控制器、传感器、自动调压器等组件，电子控制器负责接收和处理发电机的运行数据，并根据设定的参数进行控制和调节；传感器用于实时监测发电机的各项参数，并将其反馈给电子控制器；自动调压器则用于调节发电机的电压输出，以保持在规定范围内。
自动切换设备模块包括切换单元、切换控制单元；切换单元用于监测主电源状态；切换控制单元用于控制切换单元的操作，确保切换过程平稳可靠。
监控与控制模块包括数据采集单元、监控单元、控制单元；数据采集单元用于收集各模块的运行数据；监控单元用于监视***整体的运行状态；控制单元根据监控数据对***进行控制和调节。
能源管理模块包括能源监测单元、能源优化单元；能源监测单元监测***能源的消耗情况；能源优化单元优化能源分配，提高能源利用效率.
环境友好模块包括低噪音设计、低排放设计；低噪音设计减少***运行时的噪音污染；低排放设计减少***对环境的排放污染。
自动切换设备模块用于实现主电源和备用电源间的切换，切换单元监测主电源的状态，当主电源发生故障或不稳定时，切换单元会自动将电力源切换到备用电源，以确保***的连续供电，切换控制单元负责控制切换单元的操作，确保切换过程平稳可靠，避免对负载设备造成影响；监控与控制模块用于对整个***进行监控和控制，数据采集单元负责收集各模块的运行数据，包括电压、电流、温度、功率等参数，监控单元则用于监视***的整体运行状态，分析运行数据，并提供实时的运行状态反馈和报警信息，控制单元根据监控数据对***进行控制和调节，例如调节发电机输出功率、调整充电单元的充电电流等，以保证***的稳定运行和优化性能；能源管理模块用于监测和优化***的能源消耗情况，能源监测单元负责监测***各模块的能源消耗情况，包括电池组件、发电机组件等，能源优化单元根据能源监测数据进行能源分配和调节，以提高***的能源利用效率，减少能源浪费和成本；环境友好模块包括低噪音设计和低排放设计，低噪音设计旨在减少***运行时产生的噪音污染，提供更安静的工作环境，低排放设计则通过采用先进的排放控制技术，减少***对环境的排放污染，降低对空气和水资源的影响。
电力监测单元运用电压监测算法：监测电网电压是否在设定范围内：
V误差＝|V测量-V设定|
电池管理单元通过电池充放电算法：根据电池状态和需求，控制充电和放电过程：
发电机控制单元通过发电机输出功率控制算法：根据负载需求和***状态，控制发电机输出功率：
[P输出＝P负载+P损耗]。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种电源应急供电***，其特征在于，包括主电源模块、UPS模块、电池模块、发电机模块、自动切换设备模块、监控与控制模块、能源管理模块、环境友好模块；所述主电源模块用于接收来自主电网的电力，并对电力进行监测和调节；所述UPS模块用于提供瞬时或短期的备用电力；所述电池模块用于存储能量以备用电源；所述发电机模块用于在主电源中断时提供长期的备用电力；所述自动切换设备模块用于监测主电源的状态，并在检测到主电源故障时自动切换到备用电源，确保***无缝切换并持续供电；所述监控与控制模块用于监视电源应急供电***的运行状态；所述能源管理模块用于监控***各部分的能源消耗情况，并根据实际需求对能源进行合理分配，降低能源浪费；所述环境友好模块用于减少***对周围环境的影响，提升***的可持续性；
所述主电源模块通常通过电缆连接到UPS模块，所述UPS模块与电池模块间通过电缆连接，所述UPS模块和发电机模块间也通过电缆连接，所述UPS模块和自动切换设备模块间通过电缆连接，所述监控与控制模块通常通过数据通信连接到各模块，所述能源管理模块与各模块通过数据通信连接，所述环境友好模块通常通过电气连接与***其他部分连接。
2.根据权利要求1所述的一种电源应急供电***，其特征在于，所述主电源模块包括电力输入单元、电力监测单元、电力调节单元；所述电力输入单元用于接收来自主电网的电力输入；所述电力监测单元用于监测主电源的电压、频率等参数；所述电力调节单元的作用是对主电源的电力进行调节，确保输出符合***要求。
3.根据权利要求1所述的一种电源应急供电***，其特征在于，所述UPS模块包括逆变器单元、充电单元、输出单元；所述逆变器单元将直流电源转换为交流电源；所述充电单元负责对电池进行充电；所述输出单元将UPS输出的电力供应给负载设备。
4.根据权利要求1所述的一种电源应急供电***，其特征在于，所述电池模块包括电池组件、电池管理单元；所述电池组件的作用是存储电能以备用电源；所述电池管理单元监控电池的状态、温度和充放电过程，确保电池处于最佳工作状态。
5.根据权利要求1所述的一种电源应急供电***，其特征在于，所述发电机模块包括发电机组件、燃油***、发电机控制单元；所述发电机组件用于提供长期备用电力；所述燃油***用于提供燃料以供发电机运行；所述发电机控制单元用于监控发电机的运行状态并控制其输出电力。
6.根据权利要求1所述的一种电源应急供电***，其特征在于，所述自动切换设备模块包括切换单元、切换控制单元；所述切换单元用于监测主电源状态；所述切换控制单元用于控制切换单元的操作，确保切换过程平稳可靠。
7.根据权利要求1所述的一种电源应急供电***，其特征在于，所述监控与控制模块包括数据采集单元、监控单元、控制单元；所述数据采集单元用于收集各模块的运行数据；所述监控单元用于监视***整体的运行状态；所述控制单元根据监控数据对***进行控制和调节。
8.根据权利要求1所述的一种电源应急供电***，其特征在于，所述能源管理模块包括能源监测单元、能源优化单元；所述能源监测单元监测***能源的消耗情况；所述能源优化单元优化能源分配，提高能源利用效率。
9.根据权利要求1所述的一种电源应急供电***，其特征在于，所述环境友好模块包括低噪音设计、低排放设计；所述低噪音设计减少***运行时的噪音污染；所述低排放设计减少***对环境的排放污染。
10.根据权利要求1所述的一种电源应急供电***，其特征在于，所述电力监测单元运用电压监测算法：监测电网电压是否在设定范围内：
[V误差＝|V测量-V设定|]
所述电池管理单元通过电池充放电算法：根据电池状态和需求，控制充电和放电过程：
所述发电机控制单元通过发电机输出功率控制算法：根据负载需求和***状态，控制发电机输出功率：
[P输出＝P负载+P损耗]。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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