UPS电源控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种UPS电源控制系统，该系统包括：三相市电输入，三电平逆变器，蓄电池组，控制电路；第一蓄电池组Ubat1和第二组蓄电池组Ubat2分别串联连接到三电平逆变器直流输入端，两组蓄电池组的中点连接到电网的中心点O，市电通过开关K1、电感L2与逆变器输出端相连；在市电正常时，市电通过电感与逆变器并联运行共同给负载供电；当市电电压有零序分量，负序分量，谐波分量以及市电电压波动，三相负载不平衡时，UPS电源维持恒定的三相平衡电压输出，负载的总有功功率与蓄电池充放电有功功率由三相市电对称平衡供给。本发明专利技术提供了一种多功能高效率UPS电源控制系统，UPS维持恒定的三相平衡电压输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电学领域，尤其涉及一种UPS电源控制系统。
技术介绍
传统UPS (Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，不间 断电源）大致分为双变换、后备式和互动式三种。其中双变换UPS主要由整流器、逆变器、 旁路开关和后备电池组等四部分组成；逆变器向负载提供连续的高质量电源，可消除电网 电压波动、谐波失真、频率波动及干扰产生的影响；但是由于双变换UPS的输入电能经过了 交流变直流，直流再变成交流的两级变换，存在着系统复杂、效率低下以及成本高等问题。 后备式和互动式UPS由逆变器、旁路开关和后备电池组组成；与双变换UPS的主要 区别在于只有一级变换器，市电正常时变换器不运行或者只作为充电器运行，市电异常时 变换器才作为逆变器运行给负载供电。后两种UPS的优点是结构简单成本低廉，市电模式 下工作效率高；缺点是市电模式下输出电压稳定精度不高，无法消除电网的波动，谐波，以 及干扰等，所以一般只用于对电能质量要求不高的场所。 因此，有必要提出一种新的电路拓扑结构以实现高电能质量、高系统效率，成本低 的UPS以解决上述问题。
技术实现思路
本公开要解决的一个技术问题是如何提出一种新的电路拓扑结构以实现高电能 质量、高系统效率，成本低的UPS电源控制系统。 本公开提供一种不间断电源UPS电源控制系统，其特征在于，包括：三相市电输 入，三电平逆变器，蓄电池组，控制电路，蓄电池组包括第一蓄电池组Ubatl和第二组蓄电 池组Ubat2，第一蓄电池组Ubat 1和第二组蓄电池组Ubat2分别串联连接到三电平逆变器直 流输入端，两组蓄电池组的中点连接到电网的中心点〇,市电通过开关K1、电感L2与逆变器 输出端相连；其中，在市电正常时，市电通过电感与逆变器并联运行共同给负载供电；当市 电电压有零序分量，负序分量，谐波分量以及市电电压波动，三相负载不平衡时，UPS电源维 持恒定的三相平衡电压输出，负载的总有功功率与蓄电池充放电有功功率由三相市电对称 平衡供给。 进一步地，三相市电正常时，UPS输出端与市电之间的开关K1闭合，市电与UPS并 联运行，开关K3闭合后共同给负载Z供电。 进一步地，所述UPS电源的三相均采用正弦脉宽调制SPWM调制策略进行分别控 制，其中，所述UPS的三相具有相同的控制结构。 进一步地，市电侧有功功率闭环采用比例积分控制器，有功功率参考值为三相负 载总有功功率与蓄电池充放电有功功率之和的三分之一，有功功率的反馈值为各相电网侧 有功功率，有功功率闭环输出乘以 cos 0为电网电流瞬时值有功分量参考值。进一步地，UPS电源输出电压有效值闭环采用比例积分控制器，输出电压有效值参 考值为常数，有效值闭环输出乘以sin 0即为电网电流瞬时值无功分量参考值。 进一步的，当市电电压有零序分量，负序分量，谐波分量以及市电电压波动，三相 负载不平衡时，UPS硬件的连接关系不变，开关Kl，K3闭合。 本公开提供的UPS电源控制系统，UPS电源实现了在市电电压有零序分量，负序分 量，谐波分量，市电电压波动，以及负载不平衡时，UPS维持恒定的三相平衡电压输出，负载 的总有功功率由市电三相平衡供给，提供了一种多功能高效率UPS电源，并且以一级变换 装置实现了 UPS三相稳定平衡电压输出、蓄电池充放电控制及均压控制，节省了成本，提高 了额定工况下UPS的效率，带负载能力强，动态响应特性好。【附图说明】 图1示出本专利技术一实施例的UPS电源控制系统的结构示意图。 图2示出本专利技术一个实施例的UPS电源的控制框图。 图3示出市电正常时多功能高效率UPS电源的控制框图。【具体实施方式】 下面参照附图对本专利技术进行更全面的描述，其中说明本专利技术的示例性实施例。 图1示出本专利技术一实施例的UPS电源控制系统的结构示意图，如图1所示，该UPS 电源控制包括：包括：三相市电输入，三电平逆变器，蓄电池组，控制电路，其中，第一蓄电 池组Ubatl和第二组蓄电池组Ubat2分别串联连接到三电平逆变器直流输入端，两组蓄电 池组的中点连接到电网的中心点0,市电通过开关K1、电感L2与逆变器输出端相连；其中， 本专利技术在市电正常时，市电通过电感与逆变器并联运行共同给负载供电，当市电电压有零 序分量，负序分量，谐波分量以及市电电压波动，三相负载不平衡时，UPS维持恒定的三相平 衡电压输出，负载的总有功功率与蓄电池充放电有功功率由三相市电对称平衡供给。 在一个实施例中，当市电电压有零序分量，负序分量，谐波分量以及市电电压波 动，三相负载不平衡时，UPS硬件的连接关系不变，开关Kl，K3闭合。 本专利技术实施例的UPS电源控制系统，UPS电源实现了在市电电压有零序分量，负序 分量，谐波分量，市电电压波动，以及负载不平衡时，UPS维持恒定的三相平衡电压输出，负 载的总有功功率由市电三相平衡供给，提供了一种多功能高效率UPS电源，并且以一级变 换装置实现了 UPS三相稳定平衡电压输出、蓄电池充放电控制及均压控制，节省了成本，提 高了额定工况下UPS的效率，带负载能力强，动态响应特性好。 在一个实施例中，所述UPS电源的三相均采用正弦脉宽调制SPWM调制策略进行分 别控制，其中，所述UPS的三相具有相同的控制结构。 参照图1，所述UPS电源包括三相市电输入，三电平逆变器，蓄电池组，控制电路， 其中，三电平逆变器为3个T型半桥结构，Ll(a，b，c)与Cl(a，b，c)构成逆变器的滤波电 路。蓄电池组Ubatl与Ubat2串联连接到三电平逆变器直流输入端，蓄电池组的中点与电 网中性点以及负载中性点连接在一起（点〇)。市电Ug通过开关K1，电感L2与逆变器输出 端Uinv相连，逆变器输出端Uinv通过开关K3与负载输出端Uo相连，市电Ug还通过旁路 开关K2与负载输出端Uo相连。 当市电异常时，开关K1和K2断开，K3闭合，UPS处于独立工作模式，图2示出本发 明一个实施例的UPS电源的控制框图，如图2所示，由输出电压Uo有效值环，电压电流瞬时 值环组成。瞬时电压参考值的相位0由控制芯片根据设定频率查表或计算得到。电压有 效值闭环采用比例积分调节器，电压有效值环给定值为220V，电压有效值闭环的输出 乘以cos 0即为UPS瞬时电压参考值《〖，瞬时电压闭环采用比例积分调节器（PI1)，调节器 输出为电感电流给定值Cu，ilciada为负载电流，电感电流闭环采用比例积分调节器（PI2)， 调节器输出采用SPWM当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断电源UPS电源控制系统，其特征在于，包括：三相市电输入，三电平逆变器，蓄电池组，控制电路；蓄电池组包括第一蓄电池组Ubat1和第二组蓄电池组Ubat2，第一蓄电池组Ubat1和第二组蓄电池组Ubat2分别串联连接到三电平逆变器直流输入端，两组蓄电池组的中点连接到电网的中心点O，市电通过开关K1、电感L2与逆变器输出端相连；其中，在市电正常时，市电通过电感与逆变器并联运行共同给负载供电；当市电电压有零序分量，负序分量，谐波分量以及市电电压波动，三相负载不平衡时，UPS电源维持恒定的三相平衡电压输出，负载的总有功功率与蓄电池充放电有功功率由三相市电对称平衡供给。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗蜂，张先勇，张延胜，
申请(专利权)人：佛山市柏克新能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44