[发明专利]不间断电源系统及其控制方法

说明书

一种不间断电源系统，包括储能蓄电池；监测电路；可控开关；并网控制电路，包括谐波和无功电流提取电路和电流环控制电路；离网控制电路，包括电压外环电路和电流内环电路；模式切换开关及变流器。上述不间断电源系统在并网时，并网控制电路根据市电中的谐波和无功分量提取谐波和无功补偿指令信号并通过电流闭环控制进行无功和谐波补偿，减少了电能损耗。离网控制电路在并网模式时不参与控制，但仍处于运行状态，会根据电压环给定电压值、输出电压反馈信号以及输出电流反馈信号生成离网控制信号。当系统由并网切至离网模式时，变流器根据离网控制信号对输出进行控制，实现并网/离网模式的无缝切换。本发明还涉及一种不间断电源系统的控制方法。

技术领域

本发明涉及供电电源技术领域，特别是涉及一种不间断电源系统及其控制方法。

背景技术

随着近年来数据中心电源负荷的快速增长，能效指标要求越来越高。对于应用于高密度数据中心的不间断电源系统(UPS)，不仅要为IT设备供电，还要保证IT设备运行的空调等辅助设备供电，电源需求会持续增加。由于数据中心的高密度化是一种必然的趋势，因此对为其提供电力保障的UPS提出了全新的要求。传统的数据中心供电方式中，一般采用基于双变换技术的在线式UPS电源。这种在线式UPS的主要缺点是在强电网供电环境下的电能损耗较大，运行成本较高，并且，传统的UPS在电网电能质量差时不能有效的进行改善，因此不能满足数据中心高质量供电的需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种电能损耗较小且能够实现对电网电能质量进行改善的不间断电源系统及其控制方法。

一种不间断电源系统，包括储能蓄电池，还包括：监测电路，用于监测市电是否正常，并在市电正常时输出第一监测信号，在市电异常时输出第二监测信号；可控开关，连接于市电和公共连接点之间且与所述监测电路连接；所述可控开关在所述第一监测信号的控制下导通，使得所述不间断电源系统进入并网模式；所述可控开关在所述第二监测信号的控制下断开，使得所述不间断电源系统进入离网模式；并网控制电路，包括谐波和无功电流提取电路和电流环控制电路；所述谐波和无功电流提取电路分别与所述公共连接点的市电侧、所述电流环控制电路连接；所述电流环控制电路还与变流器的输出端连接，以接收变流器的输出电流反馈信号；所述谐波和无功电流提取电路用于根据市电电流的谐波和无功分量提取谐波和无功补偿指令信号；所述电流环控制电路用于根据所述谐波和无功补偿指令信号、所述输出电流反馈信号生成并网控制信号；离网控制电路，包括电压外环电路和电流内环电路；所述电压外环电路的第一输入端与变流器的输出端连接，以接收变流器的输出电压反馈信号；所述电压外环电路的第二输入端用于接收电压环给定电压值；所述电压外环电路的输出端与所述电流内环电路的第一输入端连接；所述电流内环电路的第二输入端与所述变流器的输出端连接，以接收所述变流器的输出电流反馈信号；所述电压外环电路用于根据所述电压环给定电压值和所述变流器的输出电压反馈信号生成电流内环给定信号；所述电流内环电路用于根据所述电流内环给定信号和所述输出电流反馈信号生成离网控制信号；模式切换开关；所述模式切换开关的固定端与所述变流器的控制端连接；所述模式切换开关的第一触点与所述并网控制电路的输出端连接；所述模式切换开关的第二触点与所述离网控制电路的输出端连接；所述模式切换开关用于在所述第一监测信号的控制下接通第一触点，在所述第二监测信号的控制下接通第二触点；以及变流器，所述变流器连接于所述储能蓄电池和所述公共连接点之间；所述变流器用于根据所述并网控制信号或者所述离网控制信号对输出电压或者输出电流进行控制。

在其中一个实施例中，还包括驱动信号发生器；所述驱动信号发生器连接于所述模式切换开关的固定端和所述变流器的控制端之间；所述驱动信号发生器用于根据所述并网控制信号或者所述离网控制信号生成驱动信号，以对所述变流器进行控制。