[發(fā)明專利]基于超級(jí)電容器的風(fēng)電變槳UPS系統(tǒng)及其控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810024657.6
• 申請(qǐng)日: 2008-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN101252290A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋統(tǒng)振;王司博;唐西勝;齊智平;蘇迎東;凌付東;楊寶峰;陳懷林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇雙登集團(tuán)有限公司;中國(guó)科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): H02J15/00
• 分類號(hào): H02J15/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 夏平;瞿網(wǎng)蘭

1.?一種基于超級(jí)電容器的風(fēng)電變槳UPS系統(tǒng)，包括超級(jí)電容器(10)、充放電電路(20)、接觸器(50)和控制電路(30)，其特征是所述的超級(jí)電容器(10)的輸出端接充放電電路(20)的輸入端，充放電電路(20)的輸出端接直流母線(40)，接觸器(50)串接在直流母線(40)的一輸出線上，充放電電路(20)內(nèi)嵌的傳感器(80)的輸出端接控制電路(30)對(duì)應(yīng)的控制輸入端，控制電路(30)的一個(gè)控制輸出端接充放電電路(20)的控制輸入端，控制電路(30)的另一個(gè)控制輸出端接接觸器(50)的控制端。

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容器的風(fēng)電變槳UPS系統(tǒng)，其特征是所述的控制電路(30)還連接有電壓和電流信號(hào)傳感器(60，70)，電壓和電流信號(hào)傳感器(60)的輸入端與超電容器(10)相連，電壓和電流信號(hào)傳感器(60)的輸入端與直流母線(40)相連。

3.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容器的風(fēng)電變槳UPS系統(tǒng)，其特征是所述的超級(jí)電容器(10)或?yàn)閱误w結(jié)構(gòu)，或?yàn)橛蓡误w超級(jí)電容器串并聯(lián)組成的超級(jí)電容器組。

4.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容器的風(fēng)電變槳UPS系統(tǒng)，其特征是所述的控制電路(30)包括信號(hào)采樣單元(31)、A/D轉(zhuǎn)換單元(32)、用戶指令單元(33)、計(jì)算控制單元(34)以及隔離驅(qū)動(dòng)單元(35)，其中負(fù)責(zé)采集系統(tǒng)參數(shù)、輸出電壓信號(hào)的信號(hào)采樣單元(31)的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換單元(32)對(duì)應(yīng)的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換單元(32)的輸出端與計(jì)算控制單元(34)相連，用戶指令單元(33)的輸出端也與計(jì)算控制單元(34)對(duì)應(yīng)的輸入端相連，計(jì)算控制單元(34)的控制信號(hào)輸出端與隔離驅(qū)動(dòng)單元(35)對(duì)應(yīng)的輸入端相連。

5.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容器的風(fēng)電變槳UPS系統(tǒng)，其特征是所述的充放電電路(20)由雙向Buck-Boot電路(120)組成，它包括可控功率開關(guān)管(23，25)、功率二極管(24，26)、電感(22)、濾波電容(21，27)，電感(22)的22a端與端口(100)的正端100a連接；電感(22)的22b端與功率開關(guān)管(23)的23a端及功率二極管(24)的陰極24a端連接，功率開關(guān)管(23)的23b端與二極管(24)的陽(yáng)極24b連接，并與端口(100)的負(fù)端100b及端口(29)的負(fù)端29b連接；電感(22)的22b端與功率開關(guān)管(25)的25a端及功率二極管(26)的陽(yáng)極26a端連接，功率開關(guān)管(25)的25b端與二極管(26)的陰極26b連接，并與端口(29)的正端29a連接；濾波電容(21)與端口(100)并聯(lián)連接，濾波電容(27)與端口(29)并聯(lián)連接。

6.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容器的風(fēng)電變槳UPS系統(tǒng)，其特征是所述的充放電電路(20)由單向Buck和單向Boost電路(121)并聯(lián)組成，它包括可控功率開關(guān)管(203，207)、功率二極管(204，206)、電感(202，205)、濾波電容(201，208)，電感(202)的202a端與端口(100)的正端100a連接；電感(202)的202b端與功率開關(guān)管(203)的203a端及功率二極管(204)的陽(yáng)極204a端連接；功率二極管(204)的陰極204b端與端口(100)的正端100a連接；功率開關(guān)管(203)的203b端與端口(100)的負(fù)端100b及端口(209)的負(fù)端209b連接；電感(205)的205a端與端口(100)的正端100a連接；電感(205)的205b端與功率開關(guān)管(207)的207a端及功率二極管(206)的陰極204a端連接；功率開關(guān)管(207)的207b端與端口(209)的正端209a連接；功率二極管(206)的陽(yáng)極206b端與端口(100)的負(fù)端100b及端口(209)的負(fù)端209b連接；濾波電容(201)與端口(100)并聯(lián)連接，濾波電容(208)與端口(209)并聯(lián)連接。

7.?一種基于超級(jí)電容器的風(fēng)電變槳UPS系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：控制電路(30)中的信號(hào)采樣單元(31)采樣直流母線(40)端電壓，超級(jí)電容器組(10)的電壓和充、放電電流，輸出電壓信號(hào)送給A/D轉(zhuǎn)換單元(32)，A/D轉(zhuǎn)換單元(32)將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)送給計(jì)算控制單元(34)；用戶指令單元(33)將用戶指令送給計(jì)算控制單元(34)，計(jì)算控制單元(34)按照設(shè)定的控制過(guò)程輸出控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)隔離驅(qū)動(dòng)單元(35)，驅(qū)動(dòng)超級(jí)電容器充放電電路(20)中的功率開關(guān)管(203，207)，實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程；開機(jī)后，控制軟件首先判斷直流母線(40)端電壓是否大于超級(jí)電容器組(10)電壓，如果大于超級(jí)電容器組(10)電壓，則閉合接觸器(50)；然后判斷直流母線(40)端電壓是否達(dá)到設(shè)定值，如果小于設(shè)定值，則進(jìn)入放電程序，控制可控功率開關(guān)管(25)不工作，驅(qū)動(dòng)可控功率開關(guān)管(23)，或者控制可控功率開關(guān)管(207)不工作，驅(qū)動(dòng)可控功率開關(guān)管(203)；否則，進(jìn)入充電程序，控制可控功率開關(guān)管(23)不工作，驅(qū)動(dòng)可控功率開關(guān)管(25)，或者控制可控功率開關(guān)管(203)不工作，驅(qū)動(dòng)可控功率開關(guān)管(207)；在充電程序中，軟件判斷超級(jí)電容器組(10)電壓是否達(dá)到設(shè)定的最大值V0，如果達(dá)到，則停止充電；接著軟件判斷超級(jí)電容器組(10)電壓是否小于設(shè)定值V1，如果小于，則對(duì)超級(jí)電容器組(10)進(jìn)行充電，并且采用大電流充電；最后，軟件判斷超級(jí)電容器組(10)電壓是否在設(shè)定值V2和V3之間，如果是，則改變充電狀態(tài)為小電流充電。