[发明专利]大功率交流电源稳压及带储能功能的电源系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种大功率交流电源稳压及带储能功能的电源系统及控制方法。所述系统包括大功率交流电源机械稳压器和EPS系统，大功率交流电源机械稳压器将波动电源稳定输出，再采用EPS系统保证在电网停止供电后，电源系统能持续运行，保证关键设备不会因为突然断电而造成损坏，确保设备的长期稳定运转。

技术领域

本发明属于电力能源行业市场交易技术领域，具体涉及一种大功率交流电源稳压及带储能功能的电源系统及控制方法。

背景技术

随着社会的发展，用电设备与日俱增，但电力输配设施的老化和发展滞后，以及设计不良和供电不足等原因造成末端用户电压的过低，而线头用户则经常电压偏高，对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备、电站关键运行设备影响很大，尤其是海外有些国家电网质量非常差，电压波动范围较宽，且常有断电现象，严重影响设备及电站的稳定运行，给当地政府居民带来了很多不便。

针对此种情况，为了保证电站的稳定运行并确保设备寿命，目前市场上常规的配置方案是选用不间断电源系统（UPS）。此方案虽然能满足电源的后备需求，在一定程度上也能满足电源波动输入的需求，一般允许范围±10%，但是当电源电压波动范围超过±10%时，UPS配置方案无法满足；且UPS整体方案价格昂贵，成本代价很高，不利于整个项目的设计，故难以在苛刻电源工况下得以应用，无论是从技术还是设计成本方面来看，都急需新技术新方案来完成。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种大功率交流电源稳压及带储能功能的电源系统及控制方法，解决了现有技术中UPS不能满足电压波动超过±10%工况下的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大功率交流电源稳压及带储能功能的电源系统，其特征是，包括大功率交流电源机械稳压器与EPS系统串联连接，电网电源连接到稳压器输入端，稳压器输出端连接EPS输入端，EPS输出端连接负载。

进一步的，稳压器包括调压变压器、补偿变压器、伺服电机和控制系统，稳压器输入端电源与补偿变压器的二次绕组串联连接，补偿变压器的一次绕组与调压变压器的二次绕组连接，调压变压器的一次绕组接成Y 形，连接在稳压器的输出端；控制系统采集稳压器输入端电源，控制系统的输出端连接伺服电机，伺服电机的输出轴连接调压变压器。

进一步的，EPS系统包括整流模块、逆变模块和主控单元，输入端一路经过旁路接触器KM1连接输出端，另一路经过整流模块、逆变模块、逆变输出接触器KM2后连接输出端，其中逆变模块两端并联电池连接；主控单元用于检测电压采样、控制KM1、KM2闭合断开以及控制整流模块、逆变模块工作。

相应的，本发明还提供了一种大功率交流电源稳压及带储能功能的电源系统的控制方法，其特征是，波动的电网电源经过稳压器稳压形成稳定的电源，再将稳定的电源输入给EPS系统，EPS系统输出给负载。

进一步的，稳压器稳压的过程为：

针对电压波动对称工况：控制系统对输入电源取样、比较后，通过驱动电机转动带动调压变压器碳刷运动，进而改变了调压变压器线圈比，从而实现目标值稳定输出；

针对电压波动不对称工况：通过波动范围计算电压平衡点，通过对比供电电源电压与平衡点电压来调节变压器，确保电压稳定输出。

进一步的，所述通过波动范围计算电压平衡点，包括：

将电压波动范围的中间电位点设定为电压平衡点。

进一步的，EPS的工作过程为：

主控单元通过电压采样来判断电压供电正常时，KM1接触器吸合，电源直接输出；

主控单元电压采样检测到无压时，控制KM1断开并闭合KM2，同时向逆变模块发出指令进行逆变工作，将电池中储存的直流电逆变成交流电输出，保证系统稳定输出。