[发明专利]一种海岛供电互动式UPS系统抗扰动抑制方法

摘要

本发明公开了一种海岛供电互动式UPS抗扰动抑制方法,该互动式UPS包括滤波器、充电器、电池组、逆变器、变压器、静态旁路开关和控制器。在供电电源正常供电时，通过滤波器、静态旁路开关和变压器向负载供电，并通过充电器对电池组充电。此时为了改善互动式UPS的供电电压质量，逆变器做动态电压调节器使用，对供电电源进行补偿，保证高效率供电的同时，提高UPS的供电电能质量；在供电电源掉电时，由电池组、逆变器和变压器为负载供电，此时逆变器工作于V/f控制模式，为负载提供连续可靠的电压。此外本发明还提出了一种逆变器补偿电压计算方法，可以有效的抑制供电电源的相位波动与电压波动对敏感负荷供电的影响，本发明可以广泛应用于对电源可靠性要求高的场合，尤其适合孤岛用电设备的供电。

主权项

一种海岛供电互动式UPS系统抗扰动抑制方法，适用于孤岛用电设备的供电；互动式UPS系统包括滤波器、充电器、电池组、逆变器、变压器、静态旁路开关和控制器；所述静态旁路开关两端分别接在滤波器输出端和变压器输入端；所述充电器、电池组、逆变器和变压器依次连接，充电器的输入端接在滤波器输出端；所述充电器与控制器连接，所述控制器与驱动保护电路连接；所述驱动保护电路与所述逆变器连接；所述控制器与采样电路连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：1)在每个采样周期的起始点，对负载输出电压uLoad、电源输入电压usource、电池组输出电压ubat、逆变器输出电压uinv和逆变器输出电流iinv进行采样；2)将步骤1)中采样得到的负载输出电压uLoad和电源输入电压usource分别送入锁相环中，得到当前负载电压相位θInit和供电电压相位θFin；3)根据输入电压usource进行监测，判断电源输入电压是否满足掉电条件；4)若步骤3)判断的结果为电源没有掉电，控制器保持静态旁路开关接通，并通过充电器对电池组进行浮充充电，使逆变器工作于补偿状态，进入步骤5)；若步骤3)判断的结果为电源掉电，反馈给控制器，控制器封锁充电器和静态旁路开关，并根据掉电前负载电压相位θInit和负载参考输出电压幅值u*L，合成逆变器的参考输出电压u*inv2，再将参考输出电压u*inv2与逆变器输出电压uinv做差送入PI控制器，得到内环参考电流i*inv，经过无差拍控制得到逆变器驱动信号，将逆变器驱动信号传送至驱动保护电路，用来驱动逆变器，结束；5)根据步骤2)得到的负载电压相位θInit和供电电压θFin判断供电电源输出电压的相位是否发生跳变，若没有发生跳变，则相角权重系数k取1，若相位发生跳变，则相角权重系数k在一个电网周期T内从1线性减小至0，具体计算公式如下：6)根据步骤5)计算得到的k和步骤2)得到的负载电压相位θInit和供电电 压θFin计算坐标变换的参考相角θref，参考相角θref具体计算公式如下：θref＝kθInit+(1‑k)θFin；7)对步骤1)采样得到的电源输入电压usource进行电压构造得到αβ坐标系的电压uα、uβ，其中uα等于usource，uβ由usource滞后90°得到，再将uα、uβ旋转变换到dq坐标系下，得到旋转坐标系下的电压ud,uq，ud,uq计算公式如下：8)根据步骤7)所得ud和负载参考输出电压幅值u*L计算负载参考电压的q轴分量u′q，具体计算公式如下：9)再将步骤8)所得ud和u′q旋转变换到αβ坐标系下，得到αβ坐标系下的负载参考输出电压计算公式如下：10)将步骤9)所得与电源输入电压usource相减得到逆变器的参考电压u*inv1，再将逆变器的参考电压u*inv1与逆变器输出电压uinv做差送入PI控制器，得到内环参考电流i*inv，经过无差拍控制得到逆变器驱动信号，将逆变器驱动信号传送至驱动保护电路，用来驱动逆变器。