EPS在高层建筑供配电系统中的应用研究_开题报告

一、国内研究现状

 1992年EPS第一代产品诞生在大连，当时的用途是取代传统的蓄电型应急灯，名为“两用应急电源箱”，装载在三栋高层建筑中[1]。产品的刚一出世，就因为其降低了工程投资，便于维修和寿命长等突出优点，胜过了带蓄电池储能的应急灯具[2]。因此，在无相关国家标准，消防疏于管理，且社会无人问津的时代背景下，EPS得到了广泛的应用。1995年“两用应急电源箱”获得国家实用新型专利，并在大连的许多建筑工程中得到应用，深受用户的称赞和青睐，逐渐成为自带电池型应急照明灯具的克星[3]。

随着社会的发展，为解决市电和电源车之间快速切换，文献4中设计了基于STM32的并网控制器，利用电压、频率检测电路实现对双电源信号检测，作为电源切换的依据。实验结果表明，系统可以实现双路电路快速切换[4]。另外应急电源在轨道交通、光伏发电等领域也有重要的研究成果，文献5介绍了一款光伏储能应急电源系统设计方案，描述了该系统中的光伏储能电源基本组成及工作原理，研究了光伏储能电源中的整流充电控制及其应急操作[5]。

随着EPS这一新名词的深入人心，EPS生产商和开发商又进一步在全国范围内如雨后春笋般竞相诞生。EPS的使用范围也早已冲破消防应急照明的界限，扩展应用到动力、控制等各种设备和场所，蔓延到电力、电信等其它领域。甚至被当作第二电源使用。

我国基建产业发达，越来越多的高层建筑物出现，在高层建筑中存在大量的消防用电设备，EPS具备较强的负载适应能力，因此EPS特别适合作为消防设施用电的应急电源。EPS广泛应用于高层建筑的应急照明、应急动力设备以及应急消防设备。

二、国外研究现状

在国外，EPS和UPS出现之前很长一段时间，柴油发电机组一直是最重要的应急电源存在形式。随着科学技术的进步，各种电力负荷的相继出现，电能装置的稳定性、谐波含量、带载能力等进入了人们的视野[5]。柴油发电机由于其诸多缺点，例如启动时间长、电能质量不高、噪声大、排出二氧化硫等污染物、油库存在安全隐患等，使得柴油发电机作为应急电源使用受到了很大的限制。近年来，随着国外电力电子器件不断的创新、MCU技术的不断成熟、数字处理技术和控制算法的不断发展，EPS应运而生[6]。

EPS与UPS都是逆变类产品，同属于开关电源，但 UPS 作为在线式电源，主要为阻容性负载设计，要求切换时间小于 10ms[7]。UPS所带负载类型比起EPS也较为单一，主要为电容、电阻性负载。UPS主要为在线式运行模式，而EPS则不需要。总的来说，基于DC/AC 转换的 EPS 的发展历程可总结为三个阶段：

第一阶段的EPS，主要采用没有自关断能力的半控型器件晶闸管（SCR）来组成逆变主回路。因为 SCR 没有自关断能力，必须增加专门的环流电路来关断 SCR，控制电路复杂，也难于实现数字化控制，限制了EPS的发展。该阶段的EPS具有控制复杂、噪音大、重量大、效率低等缺点[8]。

第二阶段的 EPS，特点是采用具有自动关断功能的全控型功率开关器件组成功率逆变主回路的。自关断全控型器件的使用，简化了 EPS 系统的主电路拓扑，提高了系统的性能[9]。

第三阶段的 EPS，主要依靠 MCU 应用技术、先进的数字控制技术等的发展，采用前沿的数字控制算法，例如数字PID控制、数字无差拍控制、数字重复控制、鲁棒控制、模糊控制和基于神经网络的控制技术等，使EPS 系统具有稳定可靠且质量高的输出波形，性能质量优越[10]。

在国外的，对于高层建筑供电可靠性要求较高，同时对于环保有硬性要求，多数高层建筑采用EPS取代柴油发电机组作为应急电源，实现了对建筑物内的照明、电梯、火灾自动报警等设备的供电。

B. ^范文提纲格式

引言：应急电源应用的现状

一、EPS电源概述

（一）EPS的种类

（二）EPS的特点

（三）应用领域

（四）不同种类应急电源的对比分析

1.柴油发电机组

2.UPS

3.分散蓄电池组

4.对比分析

二、EPS的基本原理

（一）EPS的组成

（二）电路原理

（三）工作模式

三、EPS在高层建筑供配电系统中的应用

（一）用途划分

（二）容量的选择

应用效果

四、EPS应用实例

（一）原理图设计

（二）容量的计算

五、总结

C. 参考文献

[1]韩畅，梁博淼，林振智，文福拴，易仕敏.防灾应急电源优化调度的机会约束规划方法[J].电力自动化设备，2018,38(03)：147-154.

[2]王志奎，孙磊，林振智，易仕敏，张宏.计及负荷和调配时间不确定性的防灾应急电源优化配置[J].电力系统自动化，2018，42(02):34-41.

[3]何小良，章雷其，张俊峰，辛焕海，汪震.灾害条件下移动应急电源组网和分散控制策略[J].电力系统自动化，2017，41(15):107-112+149.

[4]区伟健，俞国勤，倪程捷.考虑时间分级的移动应急电源优化配置模型[J].电力系统及其自动化学报，2015，27(07):60-66.

[5]倪程捷.基于图论的移动应急电源孤岛划分及最优接入点搜索[J].电力系统自动化，2015，39(06):34-40.

[6]吴峂.储能系统在煤矿智能应急电源中的应用[J].储能科学与技术，2015，4(01):104-109.

[7]王宏.城市移动应急电源的优化调度[J].电力系统自动化，2014，38(03):123-129.

[8]闫志勇.风光储智能应急电源系统研究[J].中国电力，2013，46(08):80-83+89.

[9]殷小明.应急电源与备用电源的设计[J].现代建筑电气，2012，3(04):34-38+48.

[10]周莉梅.基于重要用户的应急电源优化配置[J].电力系统自动化，2007(06):99-102.