具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车

1.一种具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，其特征在于，包括汽车底盘（1），在汽车底盘（1）上设有用于容纳飞轮储能车电气原件的舱体（2），柴油发电机组（3）、飞轮储能柜（4）设置在所述的舱体（2）内，在所述的舱体（2）上设有电源输入输出板（5）；
还包括设置在所述舱体（2）内的快速启动、不间断供电切换系统，所述的快速启动、不间断供电切换系统包括：UPS电源柜（61）和ATS控制柜（62），市电电缆通过所述电源输入输出板（5）上设有的市电输入接口（51）与ATS控制柜（62）主电路输入接口连接，所述的ATS控制柜（62）的输出接口通过UPS电源柜（61）与电源输入输出板（5）上设有的市电输出接口（52）相电连接，所述的ATS控制柜（62）还与所述的飞轮储能柜（4）相连接；所述的市电输入接口（51）用于将市电接入ATS控制柜（62），ATS控制柜（62）用于将接入的市电通过UPS电源柜（61）由所述的市电输出接口（52）输出供电，同时，所述的ATS控制柜（62）也用于将接入的市电提供至飞轮储能柜（4）进行储能；
所述的ATS控制柜（62）还分别与柴油发电机组（3）和快速启动柜（63）相连接，所述的快速启动柜（63）又与柴油发电机组（3）相电连接，所述的ATS控制柜（62）用于在市电断开后，向所述的快速启动柜（63）发送发电机组启动信号，快速启动柜（63）辅助柴油发电机组（3）启动，同时，所述的ATS控制柜（62）将供电源切换至所述的柴油发电机组（3），并通过所述的UPS电源柜（61）由所述的市电输出接口（52）输出供电；
还包括，所述的飞轮储能柜（4）与UPS电源柜（61）相连接，所述的UPS电源柜（61）用于在市电断开时，将飞轮储能柜（4）提供的直流电整理逆变为交流电，并将交流电由所述的电源输入输出板（5）上设有的电源输出接口（53）输出供电。
2.如权利要求1所述的具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，其特征在于，所述的快速启动、不间断供电切换系统还包括电阻箱（64），电阻箱（64）与飞轮储能柜（4）相连接，所述的电阻箱（64）用于在所述电源车保持供电结束后，释放飞轮储能柜（4）内的能量。
3.如权利要求1所述的具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，其特征在于，在所述舱体（2）的轴向方向上，所述舱体（2）的容纳腔由隔板依次分为排风舱（10）、机组舱（7）、飞轮储能系统舱（8）及电缆舱（9）；所述的柴油发电机组（3）、快速启动柜（63）、电源输入输出板（5）设置在机组舱（7）内；所述的UPS电源柜（61）、ATS控制柜（62）及飞轮储能柜（4）依次同轴设置在所述的飞轮储能系统舱（8）内。
4.如权利要求3所述的具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，其特征在于，在所述的机组舱（7）内还设有与柴油发电机组（3）电连接的蓄电池（72）和电气控制柜（73），所述的蓄电池（72）用于启动柴油发电机组并给舱内应急照明灯供电，所述的电气控制柜（73）用于为柴油发电机组的运行提供监测和保护控制；所述的蓄电池（72）和控制柜（73）设置在所述柴油发电机组（3）的一侧，在柴油发电机组（3）的另一侧设有接地线揽盘（74）、市电线缆盘（75），接地线与市电缆线分别绕设在所述的接地线揽盘（74）、市电线缆盘（75）上，所述接地线的一端与所述电源输入输出板（5）上设有的接地柱（54）相连接，接地线的另一端设有用于与地面连接的接地棒，用于接地；所述市电缆线的一端与所述的市电输入接口（51）线连接，市电缆线的另一端与市电配电柜相连接，用于接入市电；在所述的机组舱（7）上还设有检修门（76）和与所述电源输入输出板（5）对应的输入输出门（21），用于在接线时露出电源输入输出板（5）。
5.如权利要求3所述的具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，其特征在于，在所述的飞轮储能系统舱（8）内还设有电阻箱（64）和灭火器（81）；在飞轮储能系统舱（8）内设有的飞轮储能柜（4）和UPS电源柜（61）分别与舱体（2）之间设有轴流风机（41），在所述轴流风机（41）对应的舱体（2）上设有排风百叶窗（22）。
6.如权利要求3所述的具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，其特征在于，所述的机组舱（7）靠近电源车车头设置，所述的电缆舱（9）设置在电源车车尾，在电缆舱（9）内设有电缆盘（91），用于与所述电源输入输出板（5）的连接的输入、输出电缆盘设在所述的电缆盘（91）上，对应所述的电缆舱（9）的舱体（2）上设有用于打开电缆舱（9）的电缆舱门（92）。
7.如权利要求3所述的具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，其特征在于，所述的飞轮储能系统舱（8）设有至少一个用于维护保养机组的舱门（82）和至少一个用于通风的第一百叶窗（83）。
8.如权利要求3所述的具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，其特征在于，在所述的排风舱（10）内设有用于减小柴油发电机组工作噪音的消声器（101）。
9.如权利要求1‑8任一所述的具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，其特征在于，所述的舱体（2）的纵梁与汽车底盘（1）通过骑马螺栓和防撬板相连接，所述舱体（2）与汽车底盘（1）之间设有至少一层减振垫；在舱体（2）的顶部设有用于安装所述柴油发电机组（3）和飞轮储能柜（4）的安装顶盖（23）以及顶部排风门（24）；所述舱体（2）外侧面设有至少一个登顶梯（25），在所述电源车车尾处的舱体（2）上还设有至少一对声光报警器、灭火器以及用于为舱体（2）容纳空腔通风的第二百叶窗（93）。

具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车
技术领域
[0001] 本实用新型属于供电技术，尤其涉及一种移动储能电源装置。
背景技术
[0002] 飞轮储能电源车是一种应急电源装备，主要用于应急不间断供电的保障工作，尤其是临时的重要会议场所、抢险、救灾、赛事以及其他重大活动的应急不间断供电保障，该装备的可靠性和稳定性决定了不间断供电的质量和效率，该电源车以市电供电为主电源，发电机组为备用电源，飞轮储能装置为切换时供电，实现不间断供电；
[0003] 飞轮储能是一种纯物理的储能方式，以动能的形式储存、释放电能，其通过电力电子单元，驱动飞轮旋转并维持在额定转速，将电能转化为动能储存在高速旋转的飞轮中，同时，又通过适当的触发条件，电力电子单元将飞轮的动能转化为电能，同时电力电子单元将输出的电能参数维持在一定范围内，使输出的电能稳定可用，由于飞轮储能具有功率密度高、绿色环保、高可靠性、使用寿命长、环境适应性强等优势，已经成熟运用在储能电源车上；
[0004] 在通常情况下不论何种场合的供电均采取市电电网供电，当出现紧急情况，市电电网突然断开时，由飞轮储能车将启动飞轮储能装置来供电，同时给发电机组发送启动命令，发电机组启动后，发电机组为用电终端系统供电，但是由于飞轮储能的储电和放电能力有限，现有的储能车不能在短时间内及时切换至发电机组，或者由于发电机组启动过慢，根本无法实现不间断供电，给电力电网系统造成不必要的损失，同时，由于飞轮储能装置的正常工作温度须在0℃以上，最佳工作温度为25℃，飞轮在不间断工作中温度会不断升高造成安全隐患。
发明内容
[0005] 本实用新型的目的在于避免现有技术的不足提供一种在电网断电的紧急情况下，能够快速、稳定的切换至发电机组供电，并能够使飞轮储能装置安全放电，保证不间断供电安全的具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，包括汽车底盘，在汽车底盘上设有用于容纳飞轮储能车电气原件的舱体，柴油发电机组、飞轮储能柜设置在所述的舱体内，在所述的舱体上设有电源输入输出板；
[0007] 还包括设置在所述舱体内的快速启动、不间断供电切换系统，所述的快速启动、不间断供电切换系统包括：UPS电源柜和ATS控制柜，市电电缆通过所述电源输入输出板上设有的市电输入接口与ATS控制柜主电路输入接口连接，所述的ATS控制柜的输出接口通过UPS电源柜与电源输入输出板上设有的市电输出接口相电连接，所述的ATS控制柜还与所述的飞轮储能柜相连接；所述的市电输入接口用于将市电接入ATS控制柜，ATS控制柜用于将接入的市电通过UPS电源柜由所述的市电输出接口输出供电，同时，所述的ATS控制柜也用于将接入的市电提供至飞轮储能柜进行储能；
[0008] 所述的ATS控制柜还分别与柴油发电机组和快速启动柜相连接，所述的快速启动柜又与柴油发电机组相电连接，所述的ATS控制柜用于在市电断开后，向所述的快速启动柜发送发电机组启动信号，快速启动柜辅助柴油发电机组启动，同时，所述的ATS控制柜将供电源切换至所述的柴油发电机组，并通过所述的UPS电源柜由所述的市电输出接口输出供电；
[0009] 还包括，所述的飞轮储能柜与UPS电源柜相连接，所述的UPS电源柜用于在市电断开时，将飞轮储能柜提供的直流电整理逆变为交流电，并将交流电由所述的电源输入输出板上设有的电源输出接口输出供电。
[0010] 进一步的，所述的快速启动、不间断供电切换系统还包括电阻箱，电阻箱与飞轮储能柜相连接，所述的电阻箱用于在所述电源车保持供电结束后，释放飞轮储能柜内的能量。
[0011] 进一步的，在所述舱体的轴向方向上，所述舱体的容纳腔由隔板依次分为排风舱、机组舱、飞轮储能系统舱及电缆舱；所述的柴油发电机组、快速启动柜、电源输入输出板设置在机组舱内；所述的UPS电源柜、ATS控制柜及飞轮储能柜依次同轴设置在所述的飞轮储能系统舱内。
[0012] 进一步的，在所述的机组舱内还设有与柴油发电机组电连接的蓄电池和电气控制柜，所述的蓄电池用于启动柴油发电机组并给舱内应急照明灯供电，所述的电气控制柜用于为柴油发电机组的运行提供监测和保护控制；所述的蓄电池和控制柜设置在所述柴油发电机组的一侧，在柴油发电机组的另一侧设有接地线揽盘、市电线缆盘，接地线与市电缆线分别绕设在所述的接地线揽盘、市电线缆盘上，所述接地线的一端与所述电源输入输出板上设有的接地柱相连接，接地线的另一端设有用于与地面连接的接地棒，用于接地；所述市电缆线的一端与所述的市电输入接口线连接，市电缆线的另一端与市电配电柜相连接，用于接入市电；在所述的机组舱上还设有检修门和与所述电源输入输出板对应的输入输出门，用于在接线时露出电源输入输出板。
[0013] 进一步的，在所述的飞轮储能系统舱内还设有电阻箱和灭火器；在飞轮储能系统舱内设有的飞轮储能柜和UPS电源柜分别与舱体之间设有轴流风机，在所述轴流风机对应的舱体上设有排风百叶窗。
[0014] 进一步的，所述的机组舱靠近电源车车头设置，所述的电缆舱设置在电源车车尾，在电缆舱内设有电缆盘，用于与所述电源输入输出板的连接的输入、输出电缆盘设在所述的电缆盘上，对应所述的电缆舱的舱体上设有用于打开电缆舱的电缆舱门。
[0015] 进一步的，所述的飞轮储能系统舱设有至少一个用于维护保养机组的舱门和至少一个用于通风的第一百叶窗。
[0016] 进一步的，在所述的排风舱内设有用于减小柴油发电机组工作噪音的消声器。
[0017] 进一步的，所述的舱体的纵梁与汽车底盘通过骑马螺栓和防撬板相连接，所述舱体与汽车底盘之间设有至少一层减振垫；在舱体的顶部设有用于安装所述柴油发电机组和飞轮储能柜的安装顶盖以及顶部排风门；所述舱体外侧面设有至少一个登顶梯，在所述电源车车尾处的舱体上还设有至少一对声光报警器、灭火器以及用于为舱体容纳空腔通风的第二百叶窗。
[0018] 本实用新型的有益效果是：电源车可实现在线式200kW负荷的应急切换供电模式和独立柴油发电机组额定输出功率300kW的模式，采用充电续航一体设计，由于电力的快速切换和飞轮储能装置的及时放电维护，提高了切换的效率和稳定性，同时提高了飞轮储能电源车的使用寿命，同时保证了飞轮储能电源车系统及强力充放电的稳定性和安全性，降低储能飞轮系统的功耗及机电参数的匹配。
[0019] UPS电源柜可实现瞬时全功率响应，避免电压暂降的问题出现，故障率及对外工作环境的要求也比蓄电池低很多，具有响应速度更快、可靠性和安全性更高、使用寿命更长、低碳节能更环保等优点，技术成熟。ATS控制柜主要用在紧急供电系统，将负载电路从一个电源自动换接至另一个备用电源的开关电器，以确保重要负荷连续、可靠运行，技术成熟。
[0020] 两者配合运用在本实用新型后，实现了飞轮车的2种模式，3种工作状态，有效提高了不间断电源的切换和快速启动。
附图说明
[0021] 图1是本实用新型的结构示意图；
[0022] 图2是本实用新型电气连接原理示意图；
[0023] 图3是本实用新型左视结构示意图；
[0024] 图4是本实用新型右视结构示意图；
[0025] 图5是本实用新型后视结构示意图；
[0026] 图6是本实用新型俯视结构示意图。
[0027] 图中，1、汽车底盘；2、舱体；21、输入输出门；22、排风百叶窗；23、安装顶盖；24、顶部排风门；25、登顶梯；3、柴油发电机组；4、飞轮储能柜；41、轴流风机；5、电源输入输出板；
51、市电输入接口；52、市电输出接口；53、电源输出接口；54、；61、UPS电源柜；62、ATS控制柜；63、快速启动柜；64、电阻箱；7、机组舱；72、蓄电池；73、电气控制柜；74、接地线揽盘；75、市电线缆盘；76、检修门；8、轮储能系统舱；81、灭火器；82、舱门；83、第一百叶窗；9、电缆舱；
91、电缆盘；92、电缆舱门；93、第二百叶窗；10、排风舱；101、消声器。
具体实施方式
[0028] 以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0029] 为了实现上述目的，本实用新型提供一下具体实施方式：
[0030] 实施例1：一种具有快速启动、不间断供电切换系统的飞轮储能电源车，包括汽车底盘1，在汽车底盘1上设有用于容纳飞轮储能车电气原件的舱体2，柴油发电机组3、飞轮储能柜4设置在舱体2内，在舱体2上设有电源输入输出板5；
[0031] 还包括设置在舱体2内的快速启动、不间断供电切换系统，快速启动、不间断供电切换系统包括：UPS电源柜61和ATS控制柜62，市电电缆通过电源输入输出板5上设有的市电输入接口51与ATS控制柜62主电路输入接口连接，ATS控制柜62的输出接口通过UPS电源柜
61与电源输入输出板5上设有的市电输出接口52相电连接，ATS控制柜62还与飞轮储能柜4相连接；市电输入接口51用于将市电接入ATS控制柜62，ATS控制柜62用于将接入的市电通过UPS电源柜61由市电输出接口52输出供电，同时，ATS控制柜62也用于将接入的市电提供至飞轮储能柜4进行储能；
[0032] ATS控制柜62还分别与柴油发电机组3和快速启动柜63相连接，快速启动柜63又与柴油发电机组3相电连接，ATS控制柜62用于在市电断开后，向快速启动柜63发送发电机组启动信号，快速启动柜63辅助柴油发电机组3启动，同时，ATS控制柜62将供电源切换至柴油发电机组3，并通过UPS电源柜61由市电输出接口52输出供电；
[0033] 飞轮储能柜4与UPS电源柜61相连接，UPS电源柜61用于在市电断开时，将飞轮储能柜4提供的直流电整理逆变为交流电，并将交流电由电源输入输出板5上设有的电源输出接口53输出供电；
[0034] 还包括电阻箱64，电阻箱64与飞轮储能柜4相连接，电阻箱64用于在电源车保持供电结束后，释放飞轮储能柜4内的能量。
[0035] 在舱体2的轴向方向上，舱体2的容纳腔由隔板依次分为排风舱10、机组舱7、飞轮储能系统舱8及电缆舱9；
[0036] 在排风舱10内设有用于减小柴油发电机组工作噪音的消声器101。
[0037] 柴油发电机组3、快速启动柜63、电源输入输出板5设置在机组舱7内；在机组舱7内还设有与柴油发电机组3电连接的蓄电池72和电气控制柜73，蓄电池72用于启动柴油发电机组并给舱内应急照明灯供电，电气控制柜73用于为柴油发电机组的运行提供监测和保护控制；蓄电池72和控制柜73设置在柴油发电机组3的一侧，在柴油发电机组3的另一侧设有接地线揽盘74、市电线缆盘75，接地线与市电缆线分别绕设在接地线揽盘74、市电线缆盘75上，接地线的一端与电源输入输出板5上设有的接地柱54相连接，接地线的另一端设有用于与地面连接的接地棒，用于接地；市电缆线的一端与市电输入接口51线连接，市电缆线的另一端与市电配电柜相连接，用于接入市电；在机组舱7上还设有检修门76和与电源输入输出板5对应的输入输出门21，用于在接线时露出电源输入输出板5。
[0038] UPS电源柜61、ATS控制柜62及飞轮储能柜4依次同轴设置在飞轮储能系统舱8内。
在飞轮储能系统舱8内还设有电阻箱64和灭火器81；在飞轮储能系统舱8内设有的飞轮储能柜4和UPS电源柜61分别与舱体2之间设有轴流风机41，在轴流风机41对应的舱体2上设有排风百叶窗22。飞轮储能系统舱8设有至少一个用于维护保养机组的舱门82和至少一个用于通风的第一百叶窗83。
[0039] 机组舱7靠近电源车车头设置，电缆舱9设置在电源车车尾，在电缆舱9内设有电缆盘91，用于与电源输入输出板5的连接的输入、输出电缆盘设在电缆盘91上，对应电缆舱9的舱体2上设有用于打开电缆舱9的电缆舱门92。
[0040] 舱体2的纵梁与汽车底盘1通过骑马螺栓和防撬板相连接，舱体2与汽车底盘1之间设有至少一层减振垫；在舱体2的顶部设有用于安装柴油发电机组3和飞轮储能柜4的安装顶盖23以及顶部排风门24；舱体2外侧面设有至少一个登顶梯25，在电源车车尾处的舱体2上还设有至少一对声光报警器、灭火器以及用于为舱体2容纳空腔通风的第二百叶窗93。
[0041] 本实用新型飞轮储能电源车舱体内安装柴油发电机组、UPS电源柜、ATS控制柜和飞轮储能柜系统组成的电源车；
[0042] 本实用新型有两种工作模式：分别是UPS电源柜供电模式和发电机组供电模式，其中，UPS电源柜供电模式是由ATS控制柜控制和UPS电源柜配合控制飞轮储能柜供电和市电的稳定输出和输入；发电机组供电模式是柴油发电机组电源通过ATS控制柜输出至UPS电源柜给负载供电，此时UPS电源柜不参与工作、飞轮储能柜不参与工作。
[0043] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。