不间断电源系统及其输出电压谐波抑制电路技术方案

本发明专利技术涉及一种输出电压谐波抑制电路，包括：谐波分量提取电路，用于实时提取输出电压中的谐波电压分量信号；增益控制电路，用于根据预设总谐波失真度、谐波电压分量信号和输出电压基波分量有效值确定实时的增益放大系数；增益放大电路，用于利用增益放大系数对谐波电压分量信号进行增益放大处理；以及信号转换电路，用于将增益放大电路输出的谐波电压分量信号转换为谐波补偿指令信号输出给不间断电源系统的控制电路。通过输出电压谐波抑制电路可以快速将输出电压的谐波分量抑制在预设总谐波失真度内，满足不间断电源系统对负载高电能质量供电的需求。本发明专利技术还涉及一种不间断电源系统。

【技术实现步骤摘要】
不间断电源系统及其输出电压谐波抑制电路
本专利技术涉及电源
，特别是涉及一种不间断电源系统及其输出电压谐波抑制电路。
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，因此对不间断电源系统输出的电能质量的要求也越来越高。传统的不间断电源系统在在数据中心负载供电时，其输出电压的谐波分量较大，从而导致其输出电能质量不能满足高质量供电需求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够向负载进行高电能质量供电的不间断电源系统及其输出电压谐波抑制电路。一种输出电压谐波抑制电路，用于对不间断电源系统输出电压中的电压谐波分量进行抑制；包括：谐波分量提取电路，用于实时提取所述输出电压中的谐波电压分量信号；增益控制电路，与所述谐波分量提取电路连接，用于根据预设总谐波失真度、所述谐波电压分量信号和所述输出电压的基波分量有效值确定实时的增益放大系数；增益放大电路，分别与所述谐波分量提取电路和所述增益控制电路连接；所述增益放大电路利用所述增益放大系数对所述谐波电压分量信号进行增益放大处理；以及信号转换电路，与所述增益放大电路连接，用于将所述增益放大电路输出的谐波电压分量信号转换为谐波补偿指令信号输出给所述不间断电源系统的控制电路。上述输出电压谐波抑制电路，增益控制电路会根据谐波电压分量信号、预设总谐波失真度和输出电压的基波分量有效值确定实时的增益放大系数。增益放大电路利用该增益放大系数对谐波分量提取电路提取到的谐波电压分量信号进行增益放大处理，并经过信号转换电路的作用转换为谐波补偿指令信号后输出给不间断电源系统的控制电路。控制电路可以根据该谐波补偿指令信号对不间断电源系统的输出电压中的谐波电压分量进行实时补偿，从而快速将输出电压中的谐波电压分量抑制在预设总谐波失真度内，满足不间断电源系统对负载高电能质量供电的需求。在其中一个实施例中，所述谐波分量提取电路包括：第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块，用于将所述不间断电源系统输出的三相输出电压转换为q轴电压和d轴电压；以及高通滤波器，与所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块的输出端连接，用于将所述q轴电压和所述d轴电压中的直流分量滤除以得到q轴谐波电压分量信号和d轴谐波电压分量信号。在其中一个实施例中，所述增益放大电路用于根据所述增益放大系数对所述q轴谐波电压分量信号和d轴谐波电压分量信号进行增益放大处理；所述信号转换电路包括依次连接的第一两相旋转坐标系到三相静止坐标系转换模块和第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块；所述第一两相旋转坐标系到三相静止坐标系转换模块与所述增益放大电路连接，用于将所述增益放大电路输出的d轴谐波电压分量信号和q轴谐波电压分量信号转换为三相谐波补偿指令信号；所述第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块用于将所述三相谐波补偿指令信号转换为d谐波补偿指令信号和q轴谐波补偿指令信号后输出给所述不间断电源系统的控制电路。在其中一个实施例中，所述增益控制电路包括：第一计算单元，所述第一计算单元的输入端与所述谐波分量提取电路的输出端连接；所述第一计算单元用于根据所述谐波电压分量信号求取目标次谐波分量的平方和作为反馈值；第二计算单元，所述第二计算单元的第一输入端用于接收所述预设总谐波失真度；所述第二计算单元的第二输入端与所述变流器的输出端连接，以获取所述变流器输出电压的基波分量有效值；所述第二计算单元用于提取所述输出电压的基波分量有效值并根据所述基波分量有效值和所述预设总谐波失真度求取参考电压谐波分量的平方和作为参考值；加法器，分别与所述第一计算单元和所述第二计算单元连接，用于将所述反馈值和所述参考值做差比较后形成误差信号；以及增益控制器，分别与所述加法器和所述增益放大电路连接；所述增益控制器用于对所述误差信号进行闭环控制并生成所述增益放大系数。在其中一个实施例中，所述第二计算单元根据所述基波分量有效值和所述预设总谐波失真度求取参考电压谐波分量的平方和作为参考值的计算公式为：其中，为所述参考值，Vg为所述基波分量有效值，THD*为所述预设总谐波失真度。在其中一个实施例中，所述目标次谐波分量包括(6k±1)次谐波，其中k为正整数。在其中一个实施例中，所述预设总谐波失真度小于等于5％。在其中一个实施例中，所述增益控制器为PI控制器。在其中一个实施例中，所述增益放大电路包括乘法器；所述乘法器的两个输入端分别与所述谐波分量提取电路、所述增益控制电路连接；所述乘法器的输出端与所述信号转换电路连接。一种不间断电源系统，包括变流器和控制电路；所述控制电路与所述变流器连接，用于对所述变流器的工作进行控制，其特征在于，还包括如前述任一实施例所述的输出电压谐波抑制电路；所述谐波分量提取电路与所述变流器的输出端连接；所述信号转换电路的输出端与所述控制电路连接。附图说明图1为一实施例中的输出电压谐波抑制电路的结构框图；图2为一实施例中的输出电压谐波抑制电路的电路原理框图；图3为一实施例中的不间断电源系统的电路原理框图；图4为不间断电源系统未进行谐波补偿时的A相输出电能质量效果示意图；图5为不间断电源系统通过输出电压谐波抑制电路进行输出电压谐波抑制后的A相电能质量示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。参见图1，该输出电压谐波抑制电路用于对不间断电源系统输出电压中的电压谐波分量进行抑制，以使得谐波抑制后的不间断电源系统输出电压谐波值控制在规定的范围内，从而实现对负载的高电能质量供电。该输出电压谐波抑制电路包括谐波分量提取电路110、增益控制电路120、增益放大电路130和信号转换电路140。其中，谐波分量提取电路110的输入端与变流器的输出端连接。增益控制电路120的输入端分别与谐波分量提取电路110以及不间断电源系统的输出端连接。在本实施例中，不间断电源系统中的变流器的输出端作为不间断电源系统的输出端，如图1所示。增益放大电路130的输入端分别与谐波分量提取电路110和增益控制电路120连接。增益放大电路130的输出端与信号转换电路140连接。谐波分量提取电路110用于实时提取变流器输出电压中的谐波电压分量信号。增益控制电路120用于根据谐波分量提取电路110提取出的谐波电压分量信号、预设总谐波失真度和输出电压基波分量有效值确定实时的增益放大系数并输出给增益放大电路130。增益放大电路130利用该增益放大系数对谐波分量提取电路110输出的谐波电压分量信号进行增益放大后输出给信号转换电路140。信号转换电路140将经过增益放大后的谐波电压分量信号转换为谐波补偿指令信号后输出给不间断电源系统的控制电路，以使得控制电路可以根据该谐波补偿指令信号对变流器的输出电压进行谐波补偿，进而将输出电压谐波抑制在预设总谐波失真度内。上述输出电压谐波抑制电路，增益控制电路120会根据谐波电压分量信号、预设总谐波失真度和输出电压基波分量有效值确定实时的增益放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出电压谐波抑制电路，用于对不间断电源系统输出电压中的电压谐波分量进行抑制；其特征在于，包括：谐波分量提取电路，用于实时提取所述输出电压中的谐波电压分量信号；增益控制电路，与所述谐波分量提取电路连接，用于根据预设总谐波失真度、所述谐波电压分量信号和所述输出电压的基波分量有效值确定实时的增益放大系数；增益放大电路，分别与所述谐波分量提取电路和所述增益控制电路连接；所述增益放大电路用于利用所述增益放大系数对所述谐波电压分量信号进行增益放大处理；以及信号转换电路，与所述增益放大电路连接，用于将所述增益放大电路输出的谐波电压分量信号转换为谐波补偿指令信号输出给所述不间断电源系统的控制电路。

【技术特征摘要】
1.一种输出电压谐波抑制电路，用于对不间断电源系统输出电压中的电压谐波分量进行抑制；其特征在于，包括：谐波分量提取电路，用于实时提取所述输出电压中的谐波电压分量信号；增益控制电路，与所述谐波分量提取电路连接，用于根据预设总谐波失真度、所述谐波电压分量信号和所述输出电压的基波分量有效值确定实时的增益放大系数；增益放大电路，分别与所述谐波分量提取电路和所述增益控制电路连接；所述增益放大电路用于利用所述增益放大系数对所述谐波电压分量信号进行增益放大处理；以及信号转换电路，与所述增益放大电路连接，用于将所述增益放大电路输出的谐波电压分量信号转换为谐波补偿指令信号输出给所述不间断电源系统的控制电路。2.根据权利要求1所述的输出电压谐波抑制电路，其特征在于，所述谐波分量提取电路包括：第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块，用于将所述不间断电源系统输出的三相输出电压转换为q轴电压和d轴电压；以及高通滤波器，与所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块的输出端连接，用于将所述q轴电压和所述d轴电压中的直流分量滤除以得到q轴谐波电压分量信号和d轴谐波电压分量信号。3.根据权利要求2所述的输出电压谐波抑制电路，其特征在于，所述增益放大电路用于根据所述增益放大系数对所述q轴谐波电压分量信号和d轴谐波电压分量信号进行增益放大处理；所述信号转换电路包括依次连接的第一两相旋转坐标系到三相静止坐标系转换模块和第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块；所述第一两相旋转坐标系到三相静止坐标系转换模块与所述增益放大电路连接，用于将所述增益放大电路输出的d轴谐波电压分量信号和q轴谐波电压分量信号转换为三相谐波补偿指令信号；所述第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块用于将所述三相谐波补偿指令信号转换为d谐波补偿指令信号和q轴谐波补偿指令信号后输出给所述不间断电源系统的控制电路。4.根据权利要求1所述的输出电压谐波抑制电路，其特征在于，所述增益控制电路包括：第一计算单元，所述第一计算单元的输入端与所述谐波分量提取电路的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，陈熙，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