不間斷電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種燃油發(fā)電機(jī)式不間斷電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由市電提供的電源時常會存在質(zhì)量問題，并且隨時有停電的可能。停電事故會對半導(dǎo)體、數(shù)據(jù)中心、航空、電信、加工工業(yè)等領(lǐng)域造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對于十分重要的領(lǐng)域，連續(xù)可靠的電源就顯得十分重要。而如何提高對重要設(shè)施供電的優(yōu)質(zhì)性和可靠性也是目前面臨的巨大挑戰(zhàn)。
[0003]傳統(tǒng)的基于雙變換技術(shù)的在線式不間斷電源系統(tǒng)(Uninterruptible PowerSyStem，UPS)為保障重要設(shè)備的不間斷供電，要不斷地通過整流器和逆變器轉(zhuǎn)換電能，因此易造成公共連接點(PCC點)的故障，并且強(qiáng)電網(wǎng)情況下產(chǎn)生不必要的電能消耗，已經(jīng)不適用于對高電力保障領(lǐng)域的不間斷供電要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種穩(wěn)定性較好且能效指數(shù)較高的不間斷電源系統(tǒng)。
[0005]—種不間斷電源系統(tǒng)，包括燃油發(fā)電機(jī)、儲能逆變系統(tǒng)、可控開關(guān)、監(jiān)測電路以及電抗器;所述燃油發(fā)電機(jī)與所述儲能逆變系統(tǒng)連接;所述儲能逆變系統(tǒng)通過公共連接點分別與負(fù)載、所述電抗器連接;所述可控開關(guān)一端與市電連接，另一端與所述電抗器連接;所述監(jiān)測電路分別與市電、所述可控開關(guān)連接;所述監(jiān)測電路用于對市電的供電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并在市電正常時輸出第一監(jiān)測信號，在市電異常時輸出第二監(jiān)測信號;所述可控開關(guān)用于在所述第一監(jiān)測信號的控制下閉合，由市電經(jīng)所述電抗器向負(fù)載供電；所述儲能逆變系統(tǒng)用于在所述第一可控開關(guān)閉合時根據(jù)負(fù)載電流中的諧波和無功分量輸出諧波和無功補償電流以進(jìn)行諧波和無功補償;所述可控開關(guān)還用于在所述第二監(jiān)測信號的控制下斷開；所述燃油發(fā)電機(jī)用于在所述可控開關(guān)斷開時開始工作，將燃油的熱能轉(zhuǎn)換為電能后輸出給所述儲能逆變系統(tǒng)；所述儲能逆變系統(tǒng)還用于在所述可控開關(guān)斷開時輸出電能向負(fù)載供電。
[0006]在其中一個實施例中，所述燃油發(fā)電機(jī)包括柴油發(fā)電機(jī)。
[0007]在其中一個實施例中，所述儲能逆變系統(tǒng)包括整流器、逆變器、蓄電池以及充電器;所述整流器的輸入端與所述燃油發(fā)電機(jī)的輸出端連接;所述整流器的輸出端與所述逆變器的第一直流輸入端連接;所述逆變器的輸出端與所述公共連接點連接;所述蓄電池的輸入端與所述充電器的輸出端連接;所述蓄電池的輸出端與所述逆變器的第二直流輸入端連接;所述充電器的輸入端與所述公共連接點連接。
[0008]在其中一個實施例中，所述充電器用于對所述蓄電池的剩余電量進(jìn)行監(jiān)測，并在所述蓄電池的剩余電量低于閾值電量時由市電經(jīng)由所述充電器對所述蓄電池進(jìn)行充電。
[0009]在其中一個實施例中，所述逆變器包括諧波和無功電流提取電路;所述諧波和無功電流提取電路包括順次連接的FFT變換模塊、濾波器模塊、加法器以及逆FFT變換模塊;所述FFT變換模塊的輸入端與所述公共連接點連接;所述FFT變換模塊用于將所述負(fù)載電流從時域變換為頻域，并將所述負(fù)載電流在頻域分解為負(fù)載電流直流分量、負(fù)載電流基波分量以及負(fù)載電流中的各次諧波和無功分量;所述濾波器模塊用于濾除所述負(fù)載電流直流分量和所述負(fù)載電流基波分量，并將濾波后的負(fù)載電流中的各次諧波和無功分量輸出給所述加法器;所述加法器用于對所述負(fù)載電流中的各次諧波和無功分量進(jìn)行相加得到頻域諧波和無功電流補償指令值;所述逆FFT變換模塊用于將所述頻域諧波和無功電流補償指令值轉(zhuǎn)換為時域諧波和無功電流補償指令值;所述蓄電池還用于根據(jù)提取出的諧波和無功電流補償指令值對所述逆變器的直流側(cè)供電，從而使得所述逆變器輸出相應(yīng)的諧波和無功補償電流至公共連接點。
[0010]在其中一個實施例中，所述濾波器模塊為高通濾波器模塊。
[0011]在其中一個實施例中，所述儲能逆變系統(tǒng)還包括切換開關(guān);所述切換開關(guān)的第一輸入端與所述整流器的輸出端連接;所述切換開關(guān)的第二輸入端與所述蓄電池的輸出端連接;所述切換開關(guān)的輸出端與所述逆變器的直流側(cè)輸入端連接;所述切換開關(guān)用于在市電異常且所述燃油發(fā)電機(jī)投入工作、所述整流器將所述燃油發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電時將所述第一輸入端與所述逆變器的直流輸入端連接，反之將所述第二輸入端與所述逆變器的直流輸入端連接。
[0012]在其中一個實施例中，還包括控制電路;所述控制電路用于獲取接入負(fù)載的重要級別，并根據(jù)各負(fù)載的重要級別對供電進(jìn)行分配。
[0013]在其中一個實施例中，還包括旁路開關(guān);所述旁路開關(guān)分別與市電、負(fù)載連接;所述旁路開關(guān)用于在所述不間斷電源系統(tǒng)需要進(jìn)行維修時導(dǎo)通從而由市電直接向負(fù)載供電。
[0014]上述不間斷電源系統(tǒng)，可控開關(guān)在市電正常時閉合，從而由市電經(jīng)由電抗器后向負(fù)載供電；同時儲能逆變系統(tǒng)與電網(wǎng)并聯(lián)運行，并根據(jù)負(fù)載電流中的諧波和無功分量對公共連接點進(jìn)行諧波和無功補償，從而對PCC點電能質(zhì)量進(jìn)行改善，以提高電網(wǎng)的能效指標(biāo)并確保負(fù)載的高質(zhì)量供電。在市電異常時，可控開關(guān)斷開，燃油發(fā)電機(jī)開始工作進(jìn)行發(fā)電，從而使得儲能逆變系統(tǒng)能夠?qū)ω?fù)載供電，確保負(fù)載在市電異常時仍能夠正常工作，穩(wěn)定性較好，能夠滿足負(fù)載持續(xù)工作的供電需求。
【附圖說明】
[0015]圖1為一實施例中的不間斷電源系統(tǒng)的電路框圖；
[0016]圖2為圖1中的逆變器中的諧波和無功電流提取電路的原理框圖；
[0017]圖3為圖1中的不間斷電源系統(tǒng)與電網(wǎng)并網(wǎng)運行時對PCC點的電能質(zhì)量改善的示意圖；
[0018]圖4為圖1中的不間斷電源系統(tǒng)從并網(wǎng)到離網(wǎng)無縫切換時的效果示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]圖1為一實施例中的不間斷電源系統(tǒng)的電路框圖，該不間斷電源系統(tǒng)包括監(jiān)測電路(圖中未示)、可控開關(guān)110、電抗器120、儲能逆變系統(tǒng)130以及燃油發(fā)電機(jī)140。其中，可控開關(guān)110的一端與市電連接，另一端與電抗器120連接。電抗器120的另一端與公共連接點PCC連接。燃油發(fā)電機(jī)140與儲能逆變系統(tǒng)130連接，儲能逆變系統(tǒng)140還通過公共連接點PCC與負(fù)載連接。
[0021]監(jiān)測電路分別與市電以及可控開關(guān)110的控制端連接。監(jiān)測電路用于對市電的供電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。具體地，監(jiān)測電路在監(jiān)測出市電正常時輸出第一監(jiān)測信號，在市電異常時輸出第二監(jiān)測信號。監(jiān)測電路將生成的監(jiān)測信號輸出至可控開關(guān)110的控制端，從而對可控開關(guān)110的通斷進(jìn)行控制。其中，第一監(jiān)測信號用于控制可控開關(guān)110閉合，第二監(jiān)測信號用于控制可控開關(guān)110斷開。在本實施例中，市電正常是指市電的電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會發(fā)生急劇變化(短時間內(nèi)電壓有較大的提升或者下降)且能夠正常輸出給負(fù)載進(jìn)行供電；市電異常則是指市電的電壓處于不穩(wěn)定狀態(tài)或者中斷(即不能正常輸出給負(fù)載供電)狀態(tài)。
[0022]可控開關(guān)110的控制端用于接收監(jiān)測電路輸出的監(jiān)測信號，并在接收到的監(jiān)測信號的控制下進(jìn)行閉合或者導(dǎo)通。因此，可控開關(guān)110具有閉合和關(guān)斷兩種狀態(tài)，從而使得不間斷電源系統(tǒng)存在對應(yīng)的兩個工作模式，即市電工作模式(或并網(wǎng)工作模式)和燃油發(fā)電機(jī)工作模式(或離網(wǎng)工作模式)。具體地，可控開關(guān)110在第一監(jiān)測信號的控制下(也即在市電正常時)閉合，不間斷電源系統(tǒng)進(jìn)入市電工作模式?？煽亻_關(guān)110在第二監(jiān)測信號的控制下(也即市電異常時)關(guān)斷，不間斷電源系統(tǒng)進(jìn)入燃油發(fā)電機(jī)工作模式。
[0023]在可控開關(guān)110閉合時，市電經(jīng)由電抗器120后輸出給負(fù)載供