本发明专利技术提出了一种动态电压恢复器双向充电装置及其控制方法，包括：充电AC/DC单元、DC/DC单元及人机界面单元，AC/DC单元输入侧与电网相连，所述AC/DC单元和DC/DC单元直流侧串联，DC/DC单元输出侧接超级电容；AC/DC单元将三相交流电转换为直流电压，为DC/DC单元提供恒定的直流母线电压；人机界面单元根据超级电容容量和充电时间要求，设置输出电压和电流值，通过通讯方式下发至DC/DC单元；DC/DC单元按照设定的预置条件对超级电容充电，同时将超级电容的实时电压和充电电流反馈至人机界面单元，进行实时监控充电功率。本发明专利技术能够实现对超级电容快速、可控的充电管理；同时能够满足维护时反向放电功能，将超级电容储存的电能通过双向充电系统回馈至电网。通过双向充电系统回馈至电网。通过双向充电系统回馈至电网。
【技术实现步骤摘要】
一种动态电压恢复器双向充电装置及其控制方法
[0001]本专利技术属于电网中动态电压恢复器电容充放电
，尤其涉及一种动态电压恢复器双向充电装置及其控制方法。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着大量对电压质量特别敏感的设备如精密制造、加工、医疗等不断出现，当电网、配电设施的故障或大负荷冲击时引起的电压暂降、骤升会导致用电设备运行异常，产品质量下降、成品率降低、计算机数据丢失等一系列问题，可导致工厂生产效率降低1
‑
2％，目前电压暂降每年给国内半导体、石化、造纸、汽车、制药、纺织、钢铁等行业造成几十亿元的损失。因此对敏感设备进行电压暂降、暂升，保护显得尤为重要。动态电压恢复器是治理电压暂降问题的工业设备。
[0004]动态电压恢复器中超级电容作为储能单元，对超级电容安全、快速充放电管理尤为重要。动态电压恢复器所需超级电容容量大，超级电容器初始电压为零，在这个状态下，直接充电相当于短路状态，需要恒流充电或者限流的方式。
[0005]常用的充电方式采用恒流充电或者限流充电，通常有以下几种：
[0006]采用开关电源技术的充电器进行恒流充电，开关电源功率和电流要求都比较高，需要采用输出宽范围的开关电源，充电截止电压需要提高至动态电压恢复器工作范围内，常见的充电器电压输出范围、功率都不能满足要求，短路状态无法正常工作，需要外置串联限流电阻，大功率高电压的充电器，可靠性、充电效率都较低，不能满足使用要求。
[0007]采用整流方式在输出侧串联限流电阻，要提高充电电流、快速充电，限流电阻功率大，需要单独的散热器和风机辅助，装置体积大，损耗高、电能浪费严重。
[0008]采用串联充电电容和整流桥方式，用电容代替电阻，虽然能够解决充电损耗高的问题，但是稳定性以及电容的容性效应等问题，无法智能化实现对超级电容的充电管理。
[0009]当动态电压恢复器需要维护时，以上充电方式都是单方向使用，超级电容无法将储存的电能放至0V，需要加装辅助放电系统，维护不方便、额外耗能，同时人员维护操作有触电风险。
[0010]综上所述，已有的恒流充电或者限流充电方式不能满足动态电压恢复器对超级电容快速、可控、充放电管理功能。
技术实现思路
[0011]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种动态电压恢复器双向充电装置，装置数字化控制、效率高、安全可靠，能够实现对动态电压恢复器超级电容的充放电实时管理。
[0012]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0013]第一方面，公开了一种动态电压恢复器双向充电装置，包括：
[0014]充电AC/DC单元、DC/DC单元及人机界面单元，AC/DC单元输入侧与电网相连，所述AC/DC单元和DC/DC单元直流侧串联，DC/DC单元输出侧接超级电容；
[0015]所述AC/DC单元将三相交流电转换为直流电压，为DC/DC单元提供恒定的直流母线电压；
[0016]所述人机界面单元根据超级电容容量和充电时间要求，设置输出电压和电流值，通过通讯方式下发至DC/DC单元；
[0017]所述DC/DC单元按照设定的预置条件对超级电容充电，同时将超级电容的实时电压和充电电流反馈至人机界面单元，进行实时监控充电功率。
[0018]进一步的技术方案，所述DC/DC单元包括3组并联冗余运行的H桥结构，共用低电位。
[0019]进一步的技术方案，还包括设置在AC/DC单元输入侧的电流互感器以及设置在AC/DC单元输出侧的电压互感器，输入侧电流互感器检测信号和输出侧电压检测信号作为反馈信号，形成闭环反馈，以使AC/DC单元稳定输出直流电压为恒定值。
[0020]进一步的技术方案，所述AC/DC单元的输入侧三相有并联电容高频吸收回路，所述高频吸收回路输入侧依次串联有KM2交流接触器、电抗器、输入采样电流互感器及三相整流单元，三相整流单元并联至电容C1；
[0021]KM1交流接触器与限流电阻串联后与KM2交流接触器并联；
[0022]初始工作时KM1交流接触器闭合，经过限流电阻，输入电抗器，再经过输入采样电流互感器，通过反向并联二极管对三相整流单元进行被动整流，当电容C1母线电压升至第一设定值时，吸合KM2交流接触器，将限流回路旁路，同时断开KM1交流接触器；
[0023]当C1两端母线电压升至第二设定值时，通过PWM整流方式将母线电压提高，维持直流母线电压，保持直流侧工作电压恒定。
[0024]进一步的技术方案，所述DC/DC单元输入侧经过3组H桥结构，所述DC/DC单元高压端输出侧分别通过电感L1～L3、输出采样电流互感器、总输出电流互感器后给超级电容组充或放电。
[0025]第二方面，公开了一种动态电压恢复器双向充电方法，包括：
[0026]根据超级电容容量和充电时间要求，设置输出电压和电流值，通过通讯方式下发至DC/DC单元；
[0027]DC/DC单元按照设定的预置条件对超级电容充电，同时将超级电容的实时电压和充电电流反馈至人机界面单元，进行实时监控充电功率。
[0028]进一步的技术方案，所述AC/DC单元将三相交流电通过PWM整流方式，转换为直流电压；通过双向变换，采用四象限PWM技术，实现能量双向流动。
[0029]进一步的技术方案，所述DC/DC单元通过PWM斩波双向变换方式，根据充放电需求，实时调整输出电压、电流，实现对超级电容可控充放电管理。
[0030]进一步的技术方案，所述DC/DC单元输出电压根据不同的超级电容设定不同的充电电压上限阀值，根据超级电容的电压需求对IGBT器件进行斩波，采用斩波方式输出电压不高于输出侧电压。
[0031]进一步的技术方案，所述DC/DC单元充电时间计算方式为：
[0032]T：充电时间；U2：充电上限电压；U1：充电起始电压；I：充电电流。
[0033]进一步的技术方案，所述人机界面单元针对人机界面单元输入参数通过数据处理产生指令电流，经过数据处理产生同步信号，同步信号用于调制PWM脉宽，用以驱动AC/DC单元的开关器件，产生电压波形；
[0034]将输出直流电压达到的额定电压，输入侧电流互感器检测信号和输出侧电压检测信号，反馈至人机界面单元，形成闭环反馈，稳定输出直流电压为恒定值。
[0035]进一步的技术方案，所述人机界面单元通过数据处理产生指令电流，经过数据处理产生同步信号，同时驱动3组H桥，对其进行调制PWM脉宽调制驱动；
[0036]所述DC/DC单元采用恒流充电方式，输出电压随之升高，通过输出侧的总电流互感器检测信号和输出侧电压检测信号，反馈到人机界面单元，形成闭环反馈，修正调制PWM脉宽，保持恒流充电，直至达到预置的充电电压上限阈值。
[0037]进一步的技术方案，当需要降低超级电容电压或者维护放电时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种动态电压恢复器双向充电装置，其特征是，包括：充电AC/DC单元、DC/DC单元及人机界面单元，AC/DC单元输入侧与电网相连，所述AC/DC单元和DC/DC单元直流侧串联，DC/DC单元输出侧接超级电容；所述AC/DC单元将三相交流电转换为直流电压，为DC/DC单元提供恒定的直流母线电压；所述人机界面单元根据超级电容容量和充电时间要求，设置输出电压和电流值，通过通讯方式下发至DC/DC单元；所述DC/DC单元按照设定的预置条件对超级电容充电，同时将超级电容的实时电压和充电电流反馈至人机界面单元，进行实时监控充电功率。2.如权利要求1所述的一种动态电压恢复器双向充电装置，其特征是，所述DC/DC单元包括3组并联冗余运行的H桥结构，3组H桥结构共用低电位。3.如权利要求1所述的一种动态电压恢复器双向充电装置，其特征是，还包括设置在AC/DC单元输入侧的电流互感器以及设置在AC/DC单元输出侧的电压互感器，输入侧电流互感器检测信号和输出侧电压检测信号作为反馈信号，形成闭环反馈，以使AC/DC单元稳定输出直流电压为恒定值。4.如权利要求1所述的一种动态电压恢复器双向充电装置，其特征是，所述AC/DC单元的输入侧三相有并联电容高频吸收回路，所述高频吸收回路输入侧依次串联有KM2交流接触器、电抗器、输入采样电流互感器及三相整流单元，所述三相整流单元并联至电容C1；KM1交流接触器与限流电阻串联后与KM2交流接触器并联；优选的，所述AC/DC单元在初始工作时，KM1交流接触器闭合，经过限流电阻，输入电抗器，再经过输入采样电流互感器，通过反向并联二极管对三相整流单元进行被动整流，当电容C1母线电压升至第一设定值时，吸合KM2交流接触器，将限流回路旁路，同时断开KM1交流接触器；当C1两端母线电压升至第二设定值时，通过PWM整流方式将母线电压提高，维持直流母线电压，保持直流侧工作电压恒定。5.如权利要求1所述的一种动态电压恢复器双向充电装置，其特征是，所述DC/DC单元输入侧经过3组H桥结构，所述DC/DC单元高压端输出侧分别通过电感L1～L3、输出采样电流互感器、总输出电流互感器后给超级电容组充或放电。6.一种动态电压恢复器双向充电方法，其特征是，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建，迟恩先，王德涛，孟庆东，石晓荣，王同花，焦锡元，杨姗姗，
申请(专利权)人：山东华天电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。