[发明专利]不间断电源系统

说明书

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。

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，有必要提供一种能够向负载进行高电能质量供电的不间断电源系统。

一种不间断电源系统，包括：储能装置，用于存储并释放电能；变流器，连接于所述储能装置和公共连接点之间，用于根据并网控制信号或者离网控制信号对所述不间断电源系统的输出电压或者输出电流进行控制；并网控制电路，所述并网控制电路的输入端分别与所述公共连接点的市电侧、所述变流器的输出端连接；所述变并网控制电路的输出端与模式切换开关的并网接触点连接；所述并网控制电路用于根据市电电流中的谐波和无功分量提取谐波和无功补偿指令信号，并根据所述谐波和无功补偿指令信号、所述变流器输出端的输出电流反馈信号生成所述并网控制信号；离网控制电路，包括电压外环电路、电流内环电路和负载侧电流谐波抑制电路；所述电压外环电路的第一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；所述电压外环电路用于根据所述电压环给定电压值和所述输出电压反馈信号生成电流内环给定信号并输出给所述电流内环电路的第一输入端；所述负载侧电流谐波抑制电路连接于所述公共连接点的负载侧和所述电流内环电路的第二输入端之间；所述负载侧电流谐波抑制电路用于对负载侧电流中的谐波分量进行检测和提取并生成负载侧电流谐波补偿指令信号；所述电流内环电路的第三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；所述电流内环电路的输出端与所述模式切换开关的离网触点连接；所述电流内环电路用于根据所述电流内环给定信号、所述负载侧电流谐波补偿指令信号和所述输出电流反馈信号生成所述离网控制信号；所述模式切换开关，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活动端与所述并网触点或者所述离网触点连接；以及控制电路，与所述模式切换开关连接；所述控制电路用于在市电正常时控制所述模式切换开关接通并网触点，所述不间断电源系统进入并网模式；所述控制电路还用于在市电异常时控制所述模式切换开关接通离网触点，所述不间断电源系统进入离网模式。

在其中一个实施例中，所述负载侧电流谐波抑制电路包括第一谐波抑制单元、第二谐波抑制单元和累加单元；所述第一谐波抑制单元连接于所述公共连接点的负载侧和所述累加单元之间；所述第二谐波抑制单元连接于所述公共连接点的负载侧和所述累加单元之间；所述第一谐波抑制单元和所述第二谐波抑制单元用于对负载侧电流中的不同次谐波分量进行提取并形成对应的谐波分量补偿指令信号；所述累加单元用于将所述第一谐波抑制单元和所述第二谐波抑制单元提取的谐波分量补偿指令信号进行取反并累加以得到所述负载侧电流谐波补偿指令信号。

在其中一个实施例中，所述第一谐波抑制单元为5次谐波抑制单元；所述5次谐波抑制单元包括顺次连接的第一三相静止坐标到两相旋转坐标系变换模块、第一低通滤波器、第一两相旋转坐标到三相静止坐标系变换模块以及第二三相静止坐标到两相旋转坐标系变换模块；所述第一三相静止坐标到两相旋转坐标系变换模块用于将负载侧电流中的5次谐波变换为直流量并将负载侧电流中的其他次谐波分量变换为交流脉动量后形成d轴电流和q轴电流；所述第一低通滤波器用于滤除所述d轴电流和所述q轴电流中的交流脉动量后生成5次谐波抑制单元的d轴直流信号和q轴直流信号；所述第一两相旋转坐标到三相静止坐标系变换模块用于将所述5次谐波抑制单元的d轴直流信号和q轴直流信号变换为5次谐波分量的三相输出谐波补偿指令信号；所述第二三相静止坐标到两相旋转坐标系变换模块用于将所述5次谐波分量的三相输出谐波补偿指令信号变换为dq轴坐标系下的5次谐波分量补偿指令信号，并输出给所述累加单元。