[發明專利]一種與發電機在線并機的三相不間斷應急電源及其不間斷控制方法

有效

• 申請號: 201310149969.0
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103259326A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 游江;孟繁榮;羅耀華;鞏冰;張敬南;姚緒梁;張強;張文義;程鵬;張镠鐘
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種不間斷電源及其控制方法。

背景技術

在某些野外或脫離電網應用場合，采用柴油發電機組為負載供電，有的系統甚至預留一套備份的發電機組，由于對振動和噪聲限制的要求，同時只允許一套機組處于運行狀態。出于對供電可靠性極高的要求，在工作的柴油發電機發生故障退出時不允許電力有任何的中斷或者大幅跌落。此時需要一套應急電源系統無縫的接續發電機為負載供電。

發明內容

本發明的目的在于提供在不需要增加任何額外通信信號的條件下，僅需要通過檢測發電機輸出端電壓，支持發電機啟動并短時穩定運行后隨時并入應急電源系統的一種與發電機在線并機的三相不間斷應急電源及其不間斷控制方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種與發電機在線并機的三相不間斷應急電源，其特征是：包括由A相、B相、C相、第一直流電源V_dc1、第二直流電源V_dc2、第一電容器C_dc1、第二電容器C_dc2組成的三相四線制結構，串聯后的第一直流電源V_dc1和第二直流電源V_dc2與串聯后的第一電容器C_dc1和第二電容器C_dc2并聯，兩個串聯的直流電源和兩個串聯電容器的中點連接在一起，作為三相四線制結構的輸出中性線，此中性線與發電機的中性點N連接在一起；

所述的C相的結構為：

兩個具有反并聯二極管的功率開關器件串聯組成橋臂，三個橋臂均采用LC型濾波器，濾波電感L的一端連接在橋臂中點，濾波電感L的另一端分別連接濾波電容器C_f和并機電感器L_g，濾波電容器C_f與中性線相連，并機電感器L_g與第一開關K₁相連，第一開關K₁連接該相負載Z_c，并與控制發電機該相輸出與該相負載Z_c通斷的第二開關K₂相連，負載(Z_c)連接中性線，第二開關K₂與發電機該相輸出端連接；

檢測C相直流母線電流(I_dc)的第一感應式霍爾電流傳感器③通過其中心的圓孔套在C相直流母線上，其輸出送入控制系統作為直流母線電流反饋信號；

檢測流過C相第一開關K₁的第二感應式霍爾電流傳感器④通過其中心的圓孔套在連接并機電感器L_g與第一開關K₁的導線上，其輸出送入控制系統作為判斷第一開關K₁是否閉合的依據；

檢測流過C相第二開關K₂電流的第三感應式霍爾電流傳感器⑤通過其中心的圓孔套在連接該相負載Z_c與第二開關K₂的導線上，其輸出送入控制系統作為判斷第二開關K₂是否閉合的依據；

檢測發電機輸出電壓的第二霍爾電壓傳感器⑥的兩個檢測端分別與發電機輸出端和中性線相連，其輸出送入控制系統中的SPLL模塊，用于檢測發電機電壓的復制和相位；

檢測應急電源輸出電壓的第一霍爾電壓傳感器⑦的兩個檢測端分別與LC濾波器的電容C_f的兩端相連，其輸出送入控制系統C相控制系統作為應急電源輸出電壓的反饋信號；

C相控制系統包括第一控制器G_c1即直流母線電流控制器、第二控制器G_c2即輸出電壓控制器和第三控制器G_c3即諧波電壓補償控制器，通過3個控制器構成3個控制通道：

第一霍爾電壓檢測傳感器⑦檢測到的發電機輸出電壓的瞬時值送入控制系統中的SPLL軟件鎖相環模塊模塊，SPLL通過運算后得到發電機輸出電壓有效值u_gm和電壓相位信息ωt；

被期望的直流母線電流值I_dr與第一感應式霍爾電流傳感器③檢測的實際直流母線電流I_dc均送入第一減法器環節A1，得到的I_dr-I_dc輸入到第一控制器G_c1，其輸出Δθ與SPLL輸出的相位信息ωt被送入第一加法器環節A2，對所得到的結果Δθ+ωt求取正弦值后，送入到第一乘法器環節M1；