[发明专利]一种具有应急电源和有源滤波功能的复合电源

摘要

本发明公开了一种具有应急电源和有源滤波功能的复合电源，包括用于市电输入端、负载输出端、有源滤波器、无功补偿器、变流器、蓄电池、双切换装置以及集中控制器；所述集中控制器在市电正常时控制变流器工作在整流状态，并启动所述有源滤波器和无功补偿器对市电进行谐波抑制和无功补偿后，为外接负载供电，并为蓄电池蓄能；在市电异常时控制变流器工作在逆变状态，将蓄电池输出的直流电逆变成交流电，为外接负载提供不间断供电，从而在满足负载用电需求的同时，改善了电源质量，并大大提高了不间断电源的转换效率，提高了能源的利用率，减少了系统电路的发热量，延长了不间断电源的使用寿命。

主权项

1.一种具有应急电源和有源滤波功能的复合电源，其特征在于，包括：市电输入端，用于连接外部市电；负载输出端，用于外接负载，并通过主电源传输线路连接所述的市电输入端，在所述主电源传输线路中串联有第一开关元件；充电器，将通过所述市电输入端接入的交流市电转换成直流电能输出；电池组，接收并储存所述充电器输出的直流电能；逆变器，其输入侧通过切换开关分别与所述的主电源传输线路和电池组连接，其输出侧一路通过第二开关元件连通所述的负载输出端，另一路通过LC滤波电路经由第三开关元件连接所述的主电源传输线路，在所述第三开关元件的两端并联有电阻和第四开关元件的串联支路；监控器，其检测通过所述市电输入端接入的交流市电是否正常，若市电正常，则控制所述第一开关元件和第四开关元件闭合，第二开关元件断开，第三开关元件在所述LC滤波电路中的电容充满电后闭合，并在所述第三开关元件闭合后，控制所述第四开关元件断开；控制所述切换开关将逆变器的输入侧与主电源传输线路连通，控制逆变器输出与市电中的谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流经由所述LC滤波电路滤波后输出至所述主电源传输线路，进而利用滤除谐波后的市电为所述外接负载供电；若市电异常，则控制所述第一开关元件和第三开关元件断开，第二开关元件闭合，并控制所述切换开关将逆变器的输入侧与电池组连通，控制逆变器将电池组输出的直流电能逆变成交流电，为所述外接负载供电；其中，所述监控器在检测通过所述市电输入端接入的交流市电是否正常的过程中，执行以下检测过程：对所述交流市电的三相电压u_a、u_b、u_c进行αβ变换，将abc三相旋转坐标系变换到α、β两相静止坐标系，生成αβ坐标系下的α轴分量和β轴分量；其中，U为所述交流市电的电压向量；对所述β轴分量u_β做矩阵变换，使u_β移相‑90°，所述矩阵变换的原理为：对于连续时间信号a(t)进行矩阵变换定义为：式中，HT(a(t))表示对a(t)进行矩阵变换；t表示时间；*为卷积符号；τ为积分变量；从而得到落后于当前β轴分量90°的α轴分量；对所述α轴分量uα’和β轴分量uβ进行dq变换，生成dq坐标系下的d轴分量ud和q轴分量uq；通过低通滤波器得到d轴分量ud和q轴分量uq中的直流成分ud0和uq0；将所述ud0、uq0与标准市电的电压额定值进行比较，若其中之一偏差所述电压额定值15％或以上，则判定市电异常；否则，判定市电正常。