[发明专利]UPS系统及其在ECO模式下为非线性负载供电的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术，更具体地说，涉及一种UPS系统及其在ECO模式下为非线性负载供电的方法。

背景技术

UPS（Uninterruptible Power Supply，不间断电源）的ECO（Economy，经济）模式是一种经济省电模式，很符合现代广泛提倡的低碳、绿色、节能的理念。在ECO模式下，当旁路正常时，UPS通过旁路模块向负载供电，逆变器待机。但传统的ECO模式，逆变器长期处于待机状态，只有旁路模块掉电或者异常，系统才会切到逆变供电状态，而如果UPS系统后端的负载是非线性负载，则旁路模块供电时就会产生阶谐波，污染电网，甚至引起局部电网异常。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述UPS系统仅通过旁路模块为非线性负载供电时会产生阶谐波、污染电网的缺陷，提供一种能克服上述缺陷的UPS系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种UPS系统，用于在ECO模式下为非线性负载供电，该UPS系统包括旁路模块和至少一个功率模块，所述功率模块包括相连的整流器和逆变器，在旁路正常时，所述旁路模块和所述至少一个功率模块同时为所述非线性负载供电，且所述旁路模块为所述非线性负载提供基波电流，所述至少一个功率模块为所述非线性负载提供谐波电流。 

在本发明所述的UPS系统中，所述UPS系统还包括第一控制板和至少一个第二控制板，其中，

第一控制板，用于计算每相电流的各阶谐波电流；

第二控制板，用于根据所计算的每相电流的各阶谐波电流控制相应逆变器的开关管，以使所述逆变器输出相应的谐波电流。

在本发明所述的UPS系统中，所述UPS系统还包括：

设置在输出功率线上的电流传感器，所述电流传感器用于检测三相负载电流；

所述第一控制板包括：

锁相环，用于计算旁路输入电压的基波相位角；

傅里叶变换单元，用于根据锁相环所计算的基波相位角和电流传感器所检测的三相负载电流计算出每相负载电流的各阶谐波电流；

所述第二控制板包括：

总加法器，用于分别将每相中的各阶谐波电流相加，以得到每一相的总谐波电流；

调节器，用于分别根据每一相的总谐波电流控制逆变器的开关管，以使逆变器输出相应的谐波电流。

在本发明所述的UPS系统中，所述UPS系统还包括设置在旁路功率线上的电流传感器，所述电流传感器用于检测三相旁路电流；

所述第一控制板包括：

锁相环，用于计算旁路输入电压的基波相位角；

傅里叶变换单元，用于根据锁相环所计算的基波相位角和电流传感器所检测的三相旁路电流计算出每相旁路电流的各阶谐波分量，且每阶谐波分量包括有功分量幅值、无功分量幅值、有功分量相位和无功分量相位；

该功率模块包括多个无差调节单元，每个无差调节单元均对应于其中一相的其中一阶谐波，且每个无差调节单元每个无差调节单元结构相同；

所述无差调节单元包括：有功幅值积分器、无功幅值积分器、第一反相器、第二反相器、第一乘法器、第二乘法器和加法器，所述有功幅值积分器的给定端为零，所述有功幅值积分器的反馈端为有功分量幅值与功率模块的个数的商，所述有功幅值积分器的输出端连接第一反相器的输入端，第一反相器的输出端连接第一乘法器的第一输入端，第一乘法器的第二输入端为傅里叶变换单元所计算的有功分量相位；所述无功幅值积分器的给定端为零，所述无功幅值积分器的反馈端为无功分量幅值与功率模块的个数的商，所述无功幅值积分器的输出端连接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端连接第二乘法器的第一输入端，第二乘法器的第二输入端为傅里叶变换单元所计算的无功分量相位，所述加法器的两输入端分别连接第一乘法器的输出端和第二乘法器的输出端，且所述加法器输出需补偿的该相该阶谐波电流的瞬时值；

所述第二控制板还包括：

总加法器，用于分别将每相中各阶的无差调节单元输出的各阶谐波电流的瞬时值相加，以得到每一相的总谐波电流的瞬时值；

调节器，用于分别根据每一相的总谐波电流的瞬时值控制逆变器的开关管，以使逆变器输出相应的谐波电流。

在本发明所述的UPS系统中，所述第一控制板设置在所述旁路模块中，所述第二控制板设置在相应功率模块中。

在本发明所述的UPS系统中，所述第一控制板、所述第二控制板均设置在相应功率模块中。