壓氣站輔機系統(tǒng)不間斷應急電源設計與研究.pdf

1、天然氣壓氣站的輔機系統(tǒng)對于壓氣機的穩(wěn)定運行至關重要。輔機系統(tǒng)一旦失電，勢必會破壞壓氣機的穩(wěn)定運行，甚至引起重大事故。在這種情況下，為此類負載配備高性能應急電源裝置(EPS)十分重要。
　　壓氣站輔機系統(tǒng)以電機類負載居多，若使用柴油發(fā)電機作為應急電源，那么柴油發(fā)電機啟動到平穩(wěn)供電需要數(shù)十秒，容易使設備失電過久危及生產(chǎn)。因此應配置一套應急電源，該應急電源應能在一段時間內保證對輔機系統(tǒng)的不間斷供電，并能最終平滑切換到柴油發(fā)電機供電或是重

2、新切換至市電。本文針對壓氣站輔機系統(tǒng)，特別是輔機負載切換電源時產(chǎn)生沖擊性電流的特點，研究了一種以超級電容為儲能結構的并聯(lián)型應急電源系統(tǒng)(EPS)，與傳統(tǒng)UPS串聯(lián)在主電路并始終處于在線狀態(tài)不同，本文提出的應急電源并聯(lián)在供電系統(tǒng)中，正常狀態(tài)下處于睡眠狀態(tài)，市電故障情況下投入。因此可有效降低運行成本。
　　由于應急電源系統(tǒng)需要輸出穩(wěn)定電壓維持負載供電，而超級電容與一般電容的放電特性類似，隨著能量的釋放，超級電容的端電壓很快下降，不能作

3、為恒壓電源直接接入負載供電，所以需要設計DC/DC變換器，在直流輸出端可以提供穩(wěn)定電壓，并通過DC/AC變換器轉換成交流電提供給輔機負載。
　　本課題設計的應急電源系統(tǒng)在超級電容充電狀態(tài)下通過交流變換器將交流市電轉換為直流電，經(jīng)過限流電阻為超級電容充電，在滿電狀態(tài)下超級電容進入浮充模式;在超級電容對外放電狀態(tài)下，直流電壓輸出模塊則采用基于DSP的電壓負反饋BOOST電路，針對超級電容放電后電壓下降特性，不斷抬升BOOST電路的升壓

4、比時輸出端始終保持恒定電壓輸出。
　　根據(jù)以上設計搭建了小功率的應急電源系統(tǒng)，通過仿真與實驗，接入不同功率的負載進行測試重點并對不同負載條件下的電路內部損耗和穩(wěn)定電壓輸出時間進行了詳細分析。并以此證明超級電容可以作為應急電源儲能模塊對負載進行供電，且具備良好的工作特性。
　　最后根據(jù)壓氣站現(xiàn)場的實際調研，基于實際壓氣站輔機系統(tǒng)的負載要求以及成本控制考慮，進行了超級電容與超級電容蓄電池混合電源的對比研究，并分析了二者的優(yōu)缺點，