[发明专利]一种具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置及控制方法

说明书

本发明提供了一种具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置及控制方法，其中隔离电源装置包括：输入交流滤波模块，滤除电网中的背景谐波及阻隔谐波隔离电源装置产生的谐波电流注入电网；功率因数校正模块，用于将经过输入交流滤波模块的交流电整流为直流电；直流支撑模块，当功率因数校正模块进入限流工作模式时，直流支撑模块进入放电模式，提供电流来维持稳定输出；逆变电路模块，将直流支撑模块的直流电逆变成交流电输出；输出交流滤波模块，对逆变电路模块的输出交流电进行滤波；控制电路模块，实现谐波隔离电源装置的控制算法和保护逻辑。本发明提供的具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置具有良好的谐波隔离性能且能实现具有低电压穿越功能。

技术领域

本发明涉及电力电子、谐波隔离，尤其是复杂背景谐波条件下的配电网谐波隔离技术，具体涉及一种具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置及控制方法。

背景技术

随着输配电系统中各类非线性负载的日益增多，尤其是电力电子技术的飞速发展，各种功率器件、变流装置的应用在节约能源、提高效率和人民生活质量的同时，由于其非线性和多样性的特点，给电网注入了大量的谐波，造成某些对谐波敏感的低压用电设备损坏、故障或运行异常，在某些领域造成很大的经济损失。

目前，削弱谐波对负荷的影响，主要有两种方法，一种是并联技术，在输入侧采取滤波手段消除背景谐波；另一种是串联技术，采用直流环节进行输入输出的谐波隔离。其中，并联技术的问题在于，若背景谐波电压较大，并联技术无法完全消除背景谐波对负荷的影响。采用直流环节进行隔离的方案理论上能够完全隔离输入输出的谐波，消除背景谐波对负荷的影响。但目前采用直流环节进行谐波隔离的方案存在功率因数低、控制复杂、不具备低电压穿越功能等缺点。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中在进行谐波隔离时功率因数低、控制复杂、不具备低电压穿越功能缺陷，从而提供一种具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置及控制方法。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置，包括：输入交流滤波模块、功率因数校正模块、直流支撑模块、逆变电路模块、输出交流滤波模块、控制电路模块，其中，输入交流滤波模块，接入到配电网中，用于滤除电网中的背景谐波及阻隔谐波隔离电源装置产生的谐波电流注入电网；功率因数校正模块，用于将经过输入交流滤波模块的交流电整流为直流电、给所述直流支撑模块充电以及调整谐波隔离电源装置的功率因数；直流支撑模块，用于当功率因数校正模块进入限流工作模式，无法正常为直流支撑模块充电时，直流支撑模块进入放电模式，提供电流来维持稳定输出；逆变电路模块，用于将直流支撑模块的直流电逆变成交流电输出；输出交流滤波模块，用于对逆变电路模块的输出交流电进行滤波；控制电路模块，用于实现谐波隔离电源装置的控制算法和保护逻辑。

在一实施例中，所述功率因数校正模块在当输入电压低于预设阈值时进入限流工作模式。

在一实施例中，所述功率因数校正模块采用变开关频率单周期连续控制和低电压穿越算法结合的控制策略。

在一实施例中，所述功率因数校正模块包括：软启动电路、不控整流电路和功率因数校正电路，其中，软启动电路，用于为直流支撑模块软启动充电；不控整流电路，用于将交流电整流为直流电；功率因数校正电路，用于调整交流侧功率因数。

在一实施例中，所述直流支撑模块采用电容器和电池组并联的结构。

在一实施例中，所述逆变电路模块在当输入电压低于预设阈值且直流母线电压大于第一预设电压值时，输出额定电压；当输入电压低于预设阈值时且直流母线电压在第一预设电压值与第二预设电压值区间内时，输出额定电压的90％。