不间断电源系统及其功率调节控制电路技术方案

本发明专利技术涉及一种不间断电源系统及其功率调节控制电路，其中，功率调节控制电路，包括：频率检测电路；功率检测电路；模式切换电路；有功调节电路，用于接收有功功率给定值，并根据有功功率反馈值、有功功率给定值和频率参考值生成变流器输出相位角控制信号；无功调节电路，用于无功功率反馈值、无功功率给定值和输出电压参考值生成变流器输出电压控制指令信号；以及控制信号生成电路，用于根据输出电流反馈值、变流器输出相位角控制信号、输出电压反馈值和变流器输出电压控制指令信号生成有功控制信号并输出给不间断电源系统。上述功率调节控制电路的功率调节实时性和主动性较好。

Uninterrupted power supply system and power regulation control circuit thereof

The invention relates to a control circuit, an uninterruptible power supply system and power control, power control circuit, including: frequency detection circuit; power detection circuit; mode switching circuit; power regulation circuit is used for receiving the active power of a given value, and according to the active power feedback value, active power of a given value and the reference frequency generation converter the output signal of the phase angle control; reactive power regulation circuit for reactive power feedback value, reactive power reference and output voltage reference value to generate the output voltage of the converter control instruction signal; and a control signal generating circuit for the output current of the converter output feedback value, the phase angle control signal, the output voltage feedback value and output converter voltage control command signal generating active control signal and output to the uninterruptible power supply system. The power regulating circuit of the power regulation circuit has better real-time performance and good initiative.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及供电电源
，特别是涉及一种不间断电源系统及其功率调节控制电路。
技术介绍
随着近年来数据中心电源负荷的快速增长，能效指标要求越来越高。对于应用于高密度数据中心的不间断电源系统(UPS)，不仅要为IT设备供电，还要保证IT设备运行的空调等辅助设备供电，电源需求会持续增加。由于数据中心的高密度化是一种必然的趋势，因此对为其提供电力保障的UPS提出了全新的要求。传统的UPS在负载发生变化时，输出功率并不能及时进行调节，从而导致输出功率与负荷需求功率不匹配，无法满足用户的用电需求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种功率调节实时性和主动性较好的不间断电源系统及其功率调节控制电路。一种不间断电源系统的功率调节控制电路，包括：频率检测电路，用于对电网电压的频率进行检测并作为频率反馈值输出；功率检测电路，用于对所述不间断电源系统输出的有功功率和无功功率进行检测并输出有功功率反馈值和无功功率反馈值；模式切换电路，包括第一并网触点、第一离网触点、第二并网触点和第二离网触点；所述第一并网触点与所述频率检测电路连接，用于接收所述频率反馈值；所述第一离网触点用于接收频率给定值；所述第二并网触点用于接收电网电压反馈值；所述第二离网触点用于接收输出电压给定值；所述模式切换电路用于在并网模式下将所述第一并网触点的输入作为频率参考值且将所述第二并网触点的输入作为输出电压参考值，在离网模式下将所述第一离网触点的输入作为频率参考值且将所述第二离网触点的输入作为输出电压参考值；有功调节电路，分别与所述功率检测电路、所述模式切换电路连接，以接收所述有功功率反馈值和所述频率参考值；所述有功调节电路还用于接收有功功率给定值，并根据所述有功功率反馈值、所述有功功率给定值和所述频率参考值生成变流器输出相位角控制信号；无功调节电路，分别与所述功率检测电路、所述模式切换电路连接，以接收所述无功功率反馈值和所述输出电压参考值；所述无功调节电路还用于接收无功功率给定值，并根据所述无功功率反馈值、所述无功功率给定值和所述输出电压参考值生成变流器输出电压控制指令信号；以及控制信号生成电路，分别与所述有功调节电路和所述无功调节电路连接；所述控制信号生成电路还用于与所述不间断电源系统的输出端连接，以接收其输出电流反馈值和输出电压反馈值；所述控制信号生成电路用于根据所述输出电流反馈值、所述变流器输出相位角控制信号、所述输出电压反馈值和所述变流器输出电压控制指令信号生成有功控制信号并输出给所述不间断电源系统。上述不间断电源系统的功率调节控制电路，有功调节电路可以根据有功功率反馈值、有功功率给定值和频率参考值生成变流器输出相位角控制信号，无功调节电路则可以根据无功功率反馈值、无功功率给定值和输出电压参考值生成变流器输出电压控制指令信号，从而使得控制信号生成电路可以根据该变流器输出相位角控制信号和变流器输出电压控制指令信号生成有功调节信号，具有较好的实时性，能够确保不间断电源系统输出的有功功率与负荷需求功率匹配，满足负载的供电需求。并且，上述功率调节控制电路可以通过调整输出电压参考值和频率参考值来主动调整不间断电源系统的输出功率，具有较强的调节主动性。在其中一个实施例中，所述有功调节电路包括第一加法器、有功环控制器、第二加法器和第一变换单元；所述第一加法器的第一输入端与所述功率检测电路连接，以接收所述有功功率反馈值；所述第一加法器的第二输入端用于接收所述有功功率给定值；所述第一加法器用于求取所述有功功率给定值和所述有功功率反馈值之间的差值并输出给所述有功环控制器；所述有功环控制器用于对输入的功率差值进行闭环控制生成变流器输出频率调节信号；所述第二加法器的第一输入端用于接收所述频率参考值；所述第二加法器的第二输入端与所述有功环控制器的输出端连接，以接收所述变流器输出频率调节信号；所述第二加法器用于对所述变流器输出频率调节信号和所述频率参考值进行求和得到频率控制信号；所述第一变换单元用于将所述频率控制信号变换为变流器输出相位角控制信号并输出给所述控制信号生成电路；所述控制信号生成电路用于根据所述相位角控制信号对坐标变换过程中的相位角进行控制以调节变流器的输出功率。在其中一个实施例中，所述无功调节电路包括第三加法器、无功环控制器和第四加法器；所述第三加法器的第一输入端与所述功率检测电路连接，以接收所述无功功率反馈值；所述第三加法器的第二输入端用于接收所述无功功率给定值；所述第三加法器用于求取所述无功功率给定值和所述无功功率反馈值之间的差值并输出给所述无功环控制器；所述无功环控制器用于对输入的功率差值进行闭环控制产生变流器输出电压调节信号；所述第四加法器的第一输入端用于接收所述输出电压参考值；所述第四加法器的第二输入端与所述无功环控制器的输出端连接，以接收所述变流器输出电压调节信号；所述第四加法器用于对所述变流器输出电压调节信号和所述输出电压参考值进行求和得到所述变流器输出电压控制指令信号。在其中一个实施例中，所述控制信号生成电路包括第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块、第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块和有功控制信号生成单元；所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块与所述不间断电源系统的输出端连接；所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块通过对所述不间断电源系统输出的三相电压进行变换得到有功电压反馈值和无功电压反馈值；所述第二三相静坐坐标系到两相旋转坐标系变换模块与所述不间断电源系统的输出端连接；所述第二三相静坐坐标系到两相旋转坐标系变换模块通过对所述不间断电源系统输出的三相电流进行变换得到所述有功电流反馈值和无功电流反馈值后输出；所述第二三相静坐坐标系到两相旋转坐标系变换模块的变换角度由所述有功调节电路输出的变流器输出相位角控制信号得到；所述有功控制信号生成单元分别与所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块、所述第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块和所述无功调节电路连接；所述有功控制信号生成单元用于根据所述有功电流反馈值、有功电压反馈值和所述变流器输出电压控制指令信号生成所述有功控制信号。在其中一个实施例中，所述有功控制信号生成电路包括有功电压环和有功电流环；所述有功电压环与所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块连接，以接收所述有功电压反馈值；所述有功电压环还与所述无功调节电路连接，以接收所述变流器输出电压控制指令信号；所述有功电压环用于求取所述变流器输出电压控制指令信号和所述有功电压反馈值的差值，并对所述差值进行闭环控制以得到有功电流给定值；所述有功电流环与所述第二三相静坐标系到两相旋转坐标系变换模块连接，以接收所述有功电流反馈值；所述有功电流环还与所述有功电压环连接，以接收所述有功电流给定值；所述有功电流环用于求取所述有功电流给定值和所述有功电流反馈值的差值并对所述差值进行闭环控制以得到所述有功控制信号。在其中一个实施例中，所述控制信号生成电路还包括无功控制信号生成单元和第一两相旋转坐标系到三相静止坐标系变换模块；所述无功控制信号生成单元分别与所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块、所述第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块连接，以接收所述无功电流反馈值和所述无功电压反馈值；所述无功控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断电源系统的功率调节控制电路，其特征在于，包括：频率检测电路，用于对电网电压的频率进行检测并作为频率反馈值输出；功率检测电路，用于对所述不间断电源系统输出的有功功率和无功功率进行检测并输出有功功率反馈值和无功功率反馈值；模式切换电路，包括第一并网触点、第一离网触点、第二并网触点和第二离网触点；所述第一并网触点与所述频率检测电路连接，用于接收所述频率反馈值；所述第一离网触点用于接收频率给定值；所述第二并网触点用于接收电网电压反馈值；所述第二离网触点用于接收输出电压给定值；所述模式切换电路用于在并网模式下将所述第一并网触点的输入作为频率参考值且将所述第二并网触点的输入作为输出电压参考值，在离网模式下将所述第一离网触点的输入作为频率参考值且将所述第二离网触点的输入作为输出电压参考值；有功调节电路，分别与所述功率检测电路、所述模式切换电路连接，以接收所述有功功率反馈值和所述频率参考值；所述有功调节电路还用于接收有功功率给定值，并根据所述有功功率反馈值、所述有功功率给定值和所述频率参考值生成变流器输出相位角控制信号；无功调节电路，分别与所述功率检测电路、所述模式切换电路连接，以接收所述无功功率反馈值和所述输出电压参考值；所述无功调节电路还用于接收无功功率给定值，并根据所述无功功率反馈值、所述无功功率给定值和所述输出电压参考值生成变流器输出电压控制指令信号；以及控制信号生成电路，分别与所述有功调节电路和所述无功调节电路连接；所述控制信号生成电路还用于与所述不间断电源系统的输出端连接，以接收其输出电流反馈值和输出电压反馈值；所述控制信号生成电路用于根据所述输出电流反馈值、所述变流器输出相位角控制信号、所述输出电压反馈值和所述变流器输出电压控制指令信号生成有功控制信号并输出给所述不间断电源系统。...

【技术特征摘要】
1.一种不间断电源系统的功率调节控制电路，其特征在于，包括：频率检测电路，用于对电网电压的频率进行检测并作为频率反馈值输出；功率检测电路，用于对所述不间断电源系统输出的有功功率和无功功率进行检测并输出有功功率反馈值和无功功率反馈值；模式切换电路，包括第一并网触点、第一离网触点、第二并网触点和第二离网触点；所述第一并网触点与所述频率检测电路连接，用于接收所述频率反馈值；所述第一离网触点用于接收频率给定值；所述第二并网触点用于接收电网电压反馈值；所述第二离网触点用于接收输出电压给定值；所述模式切换电路用于在并网模式下将所述第一并网触点的输入作为频率参考值且将所述第二并网触点的输入作为输出电压参考值，在离网模式下将所述第一离网触点的输入作为频率参考值且将所述第二离网触点的输入作为输出电压参考值；有功调节电路，分别与所述功率检测电路、所述模式切换电路连接，以接收所述有功功率反馈值和所述频率参考值；所述有功调节电路还用于接收有功功率给定值，并根据所述有功功率反馈值、所述有功功率给定值和所述频率参考值生成变流器输出相位角控制信号；无功调节电路，分别与所述功率检测电路、所述模式切换电路连接，以接收所述无功功率反馈值和所述输出电压参考值；所述无功调节电路还用于接收无功功率给定值，并根据所述无功功率反馈值、所述无功功率给定值和所述输出电压参考值生成变流器输出电压控制指令信号；以及控制信号生成电路，分别与所述有功调节电路和所述无功调节电路连接；所述控制信号生成电路还用于与所述不间断电源系统的输出端连接，以接收其输出电流反馈值和输出电压反馈值；所述控制信号生成电路用于根据所述输出电流反馈值、所述变流器输出相位角控制信号、所述输出电压反馈值和所述变流器输出电压控制指令信号生成有功控制信号并输出给所述不间断电源系统。2.根据权利要求1所述的功率调节控制电路，其特征在于，所述有功调节电路包括第一加法器、有功环控制器、第二加法器和第一变换单元；所述第一加法器的第一输入端与所述功率检测电路连接，以接收所述有功功率反馈值；所述第一加法器的第二输入端用于接收所述有功功率给定值；所述第一加法器用于求取所述有功功率给定值和所述有功功率反馈值之间的差值并输出给所述有功环控制器；所述有功环控制器用于对输入的功率差值进行闭环控制生成变流器输出频率调节信号；所述第二加法器的第一输入端用于接收所述频率参考值；所述第二加法器的第二输入端与所述有功环控制器的输出端连接，以接收所述变流器输出频率调节信号；所述第二加法器用于对所述变流器输出频率调节信号和所述频率参考值进行求和得到频率控制信号；所述第一变换单元用于将所述频率控制信号变换为变流器输出相位角控制信号并输出给所述控制信号生成电路；所述控制信号生成电路用于根据所述相位角控制信号对坐标变换过程中的相位角进行控制以调节变流器的输出功率。3.根据权利要求1所述的功率调节控制电路，其特征在于，所述无功调节电路包括第三加法器、无功环控制器和第四加法器；所述第三加法器的第一输入端与所述功率检测电路连接，以接收所述无功功率反馈值；所述第三加法器的第二输入端用于接收所述无功功率给定值；所述第三加法器用于求取所述无功功率给定值和所述无功功率反馈值之间的差值并输出给所述无功环控制器；所述无功环控制器用于对输入的功率差值进行闭环控制产生变流器输出电压调节信号；所述第四加法器的第一输入端用于接收所述输出电压参考值；所述第四加法器的第二输入端与所述无功环控制器的输出端连接，以接收所述变流器输出电压调节信号；所述第四加法器用于对所述变流器输出电压调节信号和所述输出电压参考值进行求和得到所述变流器输出电压控制指令信号。4.根据权利要求1所述的功率调节控制电路，其特征在于，所述控制信号生成电路包括第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块、第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块和有功控制信号生成单元；所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块与所述不间断电源系统的输出端连接；所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换模块通过对所述不间断电源系统输出的三相电压进行变换得到有功电压反馈值和无功电压反馈值；所述第二三相静坐坐标系到两相旋转坐标系变换模块与所述不间断电源系统的输出端连接；所述第二三相静坐坐标系到两相旋转坐标系变换模块通过对所述不间断电源系统输出的三相电流进行变换得到所述有功电流反馈值和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，于玮，徐海波，
申请(专利权)人：易事特集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44