[发明专利]一种基于固态切换开关强迫换向的不间断供电系统及方法

权利要求书

1.一种基于固态切换开关强迫换向的不间断供电系统，其特征在于，包括固态切换开关、柴油发电机、自动切换开关、整流单元、储能单元、逆变单元、滤波单元和控制系统；

所述固态切换开关串联在交流电网和敏感负载之间，输入交流电网，输出至敏感负载；

所述柴油发电机，其输出接入自动切换开关；

所述自动切换开关连接柴油发电机，输入交流电网，输出交流至整流单元；

所述整流单元输入自动切换开关的交流电，输出直流给储能单元；

所述储能单元变量在整流单元和逆变单元之间，用于能量的存储；

所述逆变单元输入储能单元的直流电，逆变输出交流电；

所述滤波单元输入逆变单元，输出的交流电经过滤波输出，与固态切换开关输出对应相连接，为三相敏感负荷供电；

所述控制系统为不间断供电系统的控制核心，输入电网侧、负荷侧、逆变输出侧的电压和电流信号，输出固态切换开关、自动切换开关、整流单元和逆变单元的控制信号。

2.根据权利要求1所述的基于固态切换开关强迫换向的不间断供电系统，其特征在于，所述固态切换开关控制A/B/C三相电压，每相用两个可控硅反向并联组成无触点交流开关。

3.根据权利要求1所述的基于固态切换开关强迫换向的不间断供电系统，其特征在于，所述整流单元采用三相PWM整流器。

4.根据权利要求1所述的基于固态切换开关强迫换向的不间断供电系统，其特征在于，所述储能单元采用超级电容和蓄电池组合。

5.根据权利要求1所述的基于固态切换开关强迫换向的不间断供电系统，其特征在于，所述逆变单元采用三相PWM整流器。

6.根据权利要求1所述的基于固态切换开关强迫换向的不间断供电系统，其特征在于，所述滤波单元主要滤除逆变单元工作时产生的谐波，所述滤波单元采用LC低通滤波器。

7.根据权利要求1所述的基于固态切换开关强迫换向的不间断供电系统，其特征在于，所述控制系统把不间断供电系统的控制阶段分为并网运行阶段、故障检测阶段、强迫换向阶段和孤岛运行阶段；

所述并网运行阶段为电网侧正常运行，未发生任何故障，负载电流由电网侧提供的阶段；所述故障检测阶段为电网侧刚发生故障，负载电流由电网侧来提供的阶段；所述强迫换向阶段为电网侧刚发生故障，负载电流由电网侧和逆变单元交流侧来提供的阶段；所述孤岛运行阶段为隔离电网侧发生故障后，负载电流完全由逆变器交流侧来提供的阶段。

8.一种基于固态切换开关强迫换向的不间断供电方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任一所述的基于固态切换开关强迫换向的不间断供电系统，其特征在于，步骤包括：

检测电网侧是否发生故障：检测电网侧三相电压u_ga、u_gb、u_gc，变换得到同步参考旋转坐标分量u_gd、u_gq，经过数字滤波器求解得到电压测量值u_Fd、u_Fq，电压测量值u_Fd、u_Fq与电压阈值u_th进行比较，检测电网侧是否发生故障；

启动换向机制：当控制系统检测到故障，强迫换向机制立即被触发，固态切换开关的驱动信号由1变为0，同时柴油发电机自启动，自动切换开关由电网侧切换至柴油发电机来供电。

9.根据权利要求8所述的基于固态切换开关强迫换向的不间断供电方法，其特征在于，在强迫换向阶段，逆变单元的电流通过预测电流控制跟踪负载电流，而逆变单元的电压作为反馈项，当电流误差降低至电流阈值i_th以下时，将转移孤岛运行阶段，当电网故障清除后，孤岛运行阶段才可切换到并网运行阶段。