UPS系统直流母线电压的中点平衡控制方法及逆变器技术方案

本发明专利技术提供一种UPS系统直流母线电压的中点平衡控制方法及逆变器。该方法包括：在一个逆变输出周期的正半周期内，通过直流母线的负母线电压代替半母线电压控制逆变器各个开关管的占空比；在该逆变输出周期的负半周期内，通过直流母线的正母线电压代替半母线电压控制逆变器开关管的占空比。本发明专利技术能够通过逆变器实现直流母线中点电压的平衡，并能够避免在无N线的UPS系统中，通过整流器实现母线中点电压平衡所导致的主电路故障时无法切换至旁路的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
UPS系统直流母线电压的中点平衡控制方法及逆变器


[0001]本专利技术涉及UPS控制
，尤其涉及一种UPS系统直流母线电压的中点平衡控制方法及逆变器。

技术介绍

[0002]近年来，电力系统中的发电系统和输电系统都有了很大的发展，特别是智能电网的交流柔性输电技术的引入，将进一步促进电网安全稳定的运行，用户用电质量也将会更优质。
[0003]在许多电力要求高的场合，在线式UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)起着重要作用。当市电正常时，电网能量通过UPS前级整流器变换为直流，再通过逆变器输出稳定干净的交流电或直流电。
[0004]UPS系统直流母线侧通常存在中点电位不平衡的问题，现有技术通常通过整流器进行控制以使得其输出端正负母线电压平衡。当UPS发生故障时，需要由主电路切换至旁路，对于无N线的UPS系统，通过整流器进行母线中点电压平衡控制会导致主电路与旁路之间存在压差，使得无法从主回路切换至旁路。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种UPS系统直流母线电压的中点平衡控制方法及逆变器，以解决UPS系统通过整流器控制母线中点电压平衡时，若UPS主电路发生故障无法切换至旁路的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种UPS系统直流母线电压的中点平衡控制方法，该方法应用于一种逆变器，包括：
[0007]在一个逆变输出周期的正半周期内，通过直流母线的负母线电压代替半母线电压控制所述逆变器各个开关管的占空比，所述半母线电压的值为直流母线电压的二分之一；
[0008]在该逆变输出周期的负半周期内，通过直流母线的正母线电压代替半母线电压控制所述逆变器开关管的占空比。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述在一个逆变输出周期的正半周期内，通过直流母线的负母线电压代替半母线电压控制所述逆变器各个开关管的占空比包括：
[0010]在该逆变输出周期的正半周期内，通过母线电压控制环和电流控制环的增益除以所述负母线电压确定所述逆变器开关管的占空比；
[0011]所述在该逆变输出周期的负半周期内，通过直流母线的正母线电压代替半母线电压控制所述逆变器开关管的占空比包括：
[0012]在该逆变输出周期的负半周期内，通过母线电压控制环和电流控制环的增益除以所述正母线电压确定所述逆变器开关管的占空比。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述逆变器为三电平逆变器，针对所述三电平逆变器的任一逆变桥，预定义电流从该逆变桥流向负载的方向为流出方向，电流从负载流向该逆
变桥的方向为流入方向，该逆变桥输出端电压包括正电平状态、零电平状态和负电平状态。
[0014]在一种可能的实现方式中，在一个逆变输出周期的正半周期内，电流为流出方向，若该逆变桥输出端电压为零电平状态，母线中点电压降低，正母线电压升高，负母线电压降低，若所述正母线电压大于所述负母线电压，通过母线电压控制环和电流控制环的增益除以负母线电压确定所述逆变器开关管的占空比，以减少该逆变桥输出端电压为零电平状态的时间。
[0015]在一种可能的实现方式中，在一个逆变输出周期的正半周期内，电流为流出方向，若该逆变桥输出端电压为零电平状态，母线中点电压降低，正母线电压升高，负母线电压降低，若所述正母线电压小于所述负母线电压，通过母线电压控制环和电流控制环的增益除以负母线电压确定所述逆变器开关管的占空比，以增大该逆变桥输出端电压为零电平的时间。
[0016]在一种可能的实现方式中，在一个逆变输出周期的负半周期内，电流为流入方向，若该逆变桥输出端电压为零电平状态，母线中点电压升高，正母线电压降低，负母线电压升高，若所述正母线电压大于所述负母线电压，通过母线电压控制环和电流控制环的增益除以正母线电压确定所述逆变器开关管的占空比，以增大该逆变桥输出端电压为零电平状态的时间。
[0017]在一种可能的实现方式中，在一个逆变输出周期的负半周期内，电流为流入方向，若该逆变桥输出端电压为零电平状态，母线中点电压升高，正母线电压降低，负母线电压升高，若所述正母线电压小于所述负母线电压，通过母线电压控制环和电流控制环的增益除以正母线电压确定所述逆变器开关管的占空比，以减少该逆变桥输出端电压为零电平状态的时间。
[0018]第二方面，本专利技术实施例提供了一种逆变器，该逆变器包括控制模块；
[0019]所述控制模块，用于在一个逆变输出周期的正半周期内，通过直流母线的负母线电压代替半母线电压控制所述逆变器各个开关管的占空比，所述半母线电压的值为直流母线电压的二分之一；
[0020]所述控制模块，还用于在该逆变输出周期的负半周期内，通过直流母线的正母线电压代替半母线电压控制所述逆变器开关管的占空比。
[0021]第三方面，本专利技术实施例提供了一种逆变器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
[0022]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
[0023]本专利技术实施例提供一种UPS系统直流母线电压的中点平衡控制方法及逆变器，在一个逆变输出周期的正半周期内，通过直流母线的负母线电压代替半母线电压控制所述逆变器各个开关管的占空比，在该逆变输出周期的负半周期内，通过直流母线的正母线电压代替半母线电压控制所述逆变器开关管的占空比，若正母线电压大于负母线电压，通过本专利技术实施例提供的方法能够在正半周期避免母线中点电压不平衡的进一步加剧，并在负半周期降低正母线电压，升高负母线电压以实现母线中点电压平衡，若正母线电压小于负母
线电压，通过本专利技术实施例提供的方法能够在正半周期增大正母线电压，降低负母线电压，以实现母线中点电压的平衡，并在负半周期避免母线中点电压不平衡的加剧。因此，通过本专利技术实施例提供的方法，通过逆变器实现直流母线中点电压的平衡，并能够避免在无N线的UPS系统中，通过整流器实现母线中点电压平衡所导致的主电路故障时无法切换至旁路的问题。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是一种UPS系统示意图；
[0026]图2是本专利技术实施例提供的一种UPS系统直流母线电压的中点平衡控制方法的实现流程图；
[0027]图3是一种逆变器的结构示意图；
[0028]图4是另一种逆变器的结构示意图；
[0029]图5是又一种逆变器的结构示意图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种UPS系统直流母线电压的中点平衡控制方法，其特征在于，该方法应用于一种逆变器，该方法包括：在一个逆变输出周期的正半周期内，通过直流母线的负母线电压代替半母线电压控制所述逆变器各个开关管的占空比，所述半母线电压的值为直流母线电压的二分之一；在该逆变输出周期的负半周期内，通过直流母线的正母线电压代替半母线电压控制所述逆变器开关管的占空比。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在一个逆变输出周期的正半周期内，通过直流母线的负母线电压代替半母线电压控制所述逆变器各个开关管的占空比包括：在该逆变输出周期的正半周期内，通过母线电压控制环和电流控制环的增益除以所述负母线电压确定所述逆变器开关管的占空比；所述在该逆变输出周期的负半周期内，通过直流母线的正母线电压代替半母线电压控制所述逆变器开关管的占空比包括：在该逆变输出周期的负半周期内，通过母线电压控制环和电流控制环的增益除以所述正母线电压确定所述逆变器开关管的占空比。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述逆变器为三电平逆变器，针对所述三电平逆变器的任一逆变桥，预定义电流从该逆变桥流向负载的方向为流出方向，电流从负载流向该逆变桥的方向为流入方向，该逆变桥输出端电压包括正电平状态、零电平状态和负电平状态。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在一个逆变输出周期的正半周期内，电流为流出方向，若该逆变桥输出端电压为零电平状态，母线中点电压降低，正母线电压升高，负母线电压降低，若所述正母线电压大于所述负母线电压，通过母线电压控制环和电流控制环的增益除以负母线电压确定所述逆变器开关管的占空比，以减少该逆变桥输出端电压为零电平状态的时间。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在一个逆变输出周期的正半周期内，电流为流出方向，若该逆变桥输出端电压为零电平状态，母线中点电压降低，正母...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴金荣，钟君辉，周佳鑫，卢雄伟，谢培钦，黄詹江勇，
申请(专利权)人：漳州科华电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：