一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用ups系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括儲能裝置，還包括采樣電路、控制電路和諧波補(bǔ)償電路，所述采樣電路采集電路工作狀態(tài)并輸出到所述控制電路，所述控制電路檢測到電路中出現(xiàn)不完整正弦波信號時，控制諧波補(bǔ)償電路將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。通過對電路采樣，判斷電路中是否存在不完整的正弦波信號，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在不完整的正弦波信號時，控制電路控制諧波補(bǔ)償電路將不完整的正弦波信號，諧波補(bǔ)償電路與UPS系統(tǒng)集成設(shè)置，輸出UPS系統(tǒng)的儲能裝置存儲的電能，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為緊湊，豐富了UPS系統(tǒng)的功能，同時簡化了工業(yè)電力管理，降低了生產(chǎn)過程中的電力設(shè)備成本。
【專利說明】—種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)電力設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了保證工業(yè)生產(chǎn)過程能穩(wěn)定開展，工廠一般都備有UPS系統(tǒng)保證生產(chǎn)活動不因停電而突然中斷，而現(xiàn)有的UPS系統(tǒng)基本只針對斷電情況下進(jìn)行使用，UPS系統(tǒng)的功能比較單一，其使用價值沒有得到充分挖掘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種通過UPS系統(tǒng)對電路進(jìn)行諧波補(bǔ)償從而實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)及其控制方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一方面采用一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)，包括儲能裝置，還包括采樣電路、控制電路和諧波補(bǔ)償電路，所述采樣電路采集電路工作狀態(tài)并輸出到所述控制電路，所述控制電路檢測到電路中出現(xiàn)不完整正弦波信號時，控制諧波補(bǔ)償電路將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。
[0006]其中，所述采樣電路包括電流采樣電路和電壓采樣電路。
[0007]其中，還包括逆變電路，所述控制電路檢測到電路斷電時，控制逆變電路輸出儲能裝置中存儲的電能，向電路應(yīng)急供電。
[0008]其中，所述儲能裝置為鋰電池。
[0009]另一方面采用一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)的控制方法，，包括:
[0010]采樣電路采集電路工作狀態(tài)；
[0011]當(dāng)電路中出現(xiàn)不完整正弦波信號時，控制電路控制諧波補(bǔ)償電路將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。
[0012]其中，所述采樣電路采集電路工作狀態(tài)；當(dāng)電路中出現(xiàn)不完整正弦波信號時，控制電路控制諧波補(bǔ)償電路將不完整正弦波補(bǔ)償為完整正弦波信號，包括:
[0013]采樣電路從電路上采集線路的電壓、電流的幅值和相角；
[0014]鎖定電路電壓的相角并輸出對應(yīng)的正弦波信號、余弦波信號；
[0015]當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)存在不完整正弦波信號，判定需要進(jìn)行諧波補(bǔ)償；
[0016]根據(jù)鎖定電壓的相角后得到的正弦波信號、余弦波信號和電流信號得到瞬時有功電流和瞬時無功電流；根據(jù)瞬時有功電流和瞬時無功電流得到三相基波正序有功電流和基波無功電流；
[0017]根據(jù)三相基波正序有功電流和基波無功電流得到輸電線電流信號中的三個直流分量，將三個直流分量減去采集的電流的幅值得到諧波分量，將諧波分量通過三角載波法形成PWM諧波電流補(bǔ)充控制信號；[0018]控制電路將PWM諧波電流補(bǔ)充控制信號輸入諧波補(bǔ)償電路，控制其生成補(bǔ)償電流，將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。
[0019]其中，還包括:
[0020]當(dāng)控制電路檢測到電路斷電時，控制逆變電路輸出儲能裝置中存儲的電能，向電路應(yīng)急供電。
[0021 ] 其中，所述儲能裝置為鋰電池。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:通過對電路采樣，判斷電路中是否存在不完整的正弦波信號，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在不完整的正弦波信號時，控制電路控制諧波補(bǔ)償電路將不完整的正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號，諧波補(bǔ)償電路與UPS系統(tǒng)集成設(shè)置，輸出UPS系統(tǒng)的儲能裝置存儲的電能，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為緊湊，豐富了 UPS系統(tǒng)的功能，同時簡化了工業(yè)電力管理，降低了生產(chǎn)過程中的電力設(shè)備成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)的控制方法的第一個實(shí)施例的方法流程圖。
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)的控制方法的第二個實(shí)施例的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]請參考圖1，其是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖。本實(shí)施例的系統(tǒng)主要用于工業(yè)生產(chǎn)過程中對用電進(jìn)行管理，包括保證電力提供的持續(xù)性，電力提供的質(zhì)量。如圖所示，該工業(yè)用UPS系統(tǒng)包括儲能裝置150，還包括采樣電路110、控制電路120和諧波補(bǔ)償電路130，所述采樣電路110采集電路工作狀態(tài)并輸出到所述控制電路120，所述控制電路120檢測到電路中出現(xiàn)不完整正弦波信號時，控制諧波補(bǔ)償電路130輸出儲能裝置150中存儲的電能，將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。所述采樣電路110包括電流采樣電路和電壓采樣電路。還包括逆變電路140，所述控制電路120檢測到電路斷電時，控制逆變電路140輸出儲能裝置150中存儲的電能，向電路應(yīng)急供電。所述儲能裝置150為鋰電池。
[0029]通過對電路采樣，判斷電路中是否存在不完整的正弦波信號，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在不完整的正弦波信號時，控制電路120控制諧波補(bǔ)償電路130將不完整的正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號，諧波補(bǔ)償電路130與UPS系統(tǒng)集成設(shè)置，輸出UPS系統(tǒng)的儲能裝置150存儲的電能，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為緊湊，豐富了 UPS系統(tǒng)的功能，同時簡化了工業(yè)電力管理，降低了生產(chǎn)過程中的電力設(shè)備成本。更具體地，所述采樣電路110采集電路中的樣本，將樣本與所述控制電路120中的標(biāo)準(zhǔn)電流或標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，判斷電路中的狀態(tài)，然后控制電路120控制諧波補(bǔ)償電路130向電路發(fā)送補(bǔ)償電流，消除諧波。因?yàn)閮δ苎b置150的輸入輸出的只能是直流電，所以其充電端與主電路需要通過AC/DC電路160連接，放電端與主電路通過DC/AC電路140連接。采樣電路110包括電流采樣電路和電壓采樣電路，可以對電路的采樣更為精確，控制更為準(zhǔn)確。儲能裝置150為鋰電池，技術(shù)成熟，儲能量大。
[0030]以下是本發(fā)明提供的實(shí)施例中一種能夠?qū)崿F(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)的控制方法的實(shí)施例，以下實(shí)施例是對前述工業(yè)用UPS系統(tǒng)的控制流程的具體說明。
[0031]請參考圖2，其是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種能夠?qū)崿F(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)的控制方法的第一個實(shí)施例的方法流程圖。如圖所示，該方法包括:
[0032]步驟S201:采樣電路采集電路工作狀態(tài)。
[0033]步驟S202:當(dāng)電路中出現(xiàn)不完整正弦波信號時，控制電路控制諧波補(bǔ)償電路將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。
[0034]通過上述步驟，對電路采樣，判斷電路中是否存在不完整的正弦波信號，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在不完整的正弦波信號時，控制電路120控制諧波補(bǔ)償電路130將不完整的正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號，諧波補(bǔ)償電路130與UPS系統(tǒng)集成設(shè)置，輸出UPS系統(tǒng)的儲能裝置150存儲的電能，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為緊湊，豐富了 UPS系統(tǒng)的功能，同時簡化了工業(yè)電力管理，降低了生產(chǎn)過程中的電力設(shè)備成本。
[0035]請參考圖3，其是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種能夠?qū)崿F(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)的控制方法的第二個實(shí)施例的方法流程圖。如圖所示，該方法包括:
[0036]步驟S301:采樣電路從電路上采集線路的電壓、電流的幅值和相角。
[0037]步驟S302:鎖定電路電壓的相角并輸出對應(yīng)的正弦波信號、余弦波信號。
[0038]步驟S303:當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)存在不完整正弦波信號，判定需要進(jìn)行諧波補(bǔ)償。
[0039]步驟S304:根據(jù)鎖定電壓的相角后得到的正弦波信號、余弦波信號和電流信號得到瞬時有功電流和瞬時無功電流；根據(jù)瞬時有功電流和瞬時無功電流得到三相基波正序有功電流和基波無功電流。
[0040]步驟S305:根據(jù)三相基波正序有功電流和基波無功電流得到輸電線電流信號中的三個直流分量，將三個直流分量減去采集的電流的幅值得到諧波分量，將諧波分量通過三角載波法形成PWM諧波電流補(bǔ)充控制信號。
[0041]步驟S306:控制電路將PWM諧波電流補(bǔ)充控制信號輸入諧波補(bǔ)償電路，控制其生成補(bǔ)償電流，將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。
[0042]步驟S307:當(dāng)控制電路檢測到電路斷電時，控制逆變電路輸出儲能裝置中存儲的電能，向電路應(yīng)急供電。
[0043]采集電路也就是一種電壓、電流互感器，采集電壓、電流的幅值和相角，選用74HC4046等鎖定電路電壓的相角輸出正、余弦信號；通過放大等操作，最后選用SG3525產(chǎn)生用于補(bǔ)償電路的脈寬調(diào)制信號，補(bǔ)償電路可以采用半導(dǎo)體器件IGBT實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生補(bǔ)償電流。
[0044]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)，包括儲能裝置，其特征在于，還包括采樣電路、控制電路和諧波補(bǔ)償電路，所述采樣電路采集電路工作狀態(tài)并輸出到所述控制電路，所述控制電路檢測到電路中出現(xiàn)不完整正弦波信號時，控制諧波補(bǔ)償電路將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)用UPS系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣電路包括電流采樣電路和電壓采樣電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)用UPS系統(tǒng)，其特征在于，還包括逆變電路，所述控制電路檢測到電路斷電時，控制逆變電路輸出儲能裝置中存儲的電能，向電路應(yīng)急供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)用UPS系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能裝置為鋰電池。
5.一種實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制的工業(yè)用UPS系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括: 采樣電路采集電路工作狀態(tài)； 當(dāng)電路中出現(xiàn)不完整正弦波信號時，控制電路控制諧波補(bǔ)償電路將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述采樣電路采集電路工作狀態(tài)；當(dāng)電路中出現(xiàn)不完整正弦波信號時，控制電路控制諧波補(bǔ)償電路將不完整正弦波補(bǔ)償為完整正弦波信號，包括: 采樣電路從電路上采集線路的電壓、電流的幅值和相角； 鎖定電路電壓的相角并輸出對應(yīng)的正弦波信號、余弦波信號； 當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)存在不完整正弦波信號，判定需要進(jìn)行諧波補(bǔ)償； 根據(jù)鎖定電壓的相角后得到的正弦波信號、余弦波信號和電流信號得到瞬時有功電流和瞬時無功電流；根據(jù)瞬時有功電流和瞬時無功電流得到三相基波正序有功電流和基波無功電流； 根據(jù)三相基波正序有功電流和基波無功電流得到輸電線電流信號中的三個直流分量，將三個直流分量減去采集的電流的幅值得到諧波分量，將諧波分量通過三角載波法形成PWM諧波電流補(bǔ)充控制信號； 控制電路將PWM諧波電流補(bǔ)充控制信號輸入諧波補(bǔ)償電路，控制其生成補(bǔ)償電流，將不完整正弦波信號補(bǔ)償為完整正弦波信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，還包括: 當(dāng)控制電路檢測到電路斷電時，控制逆變電路輸出儲能裝置中存儲的電能，向電路應(yīng)急供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述儲能裝置為鋰電池。
【文檔編號】H02J9/06GK103956740SQ201410186690
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】李民英, 李署明 申請人:廣東志成冠軍集團(tuán)有限公司