用于控制不间断电源的方法技术

本公开的各实施例涉及用于控制不间断电源的方法。一种用于控制被布置在电网与可变负载之间的不间断电源的方法，不间断电源包括：与整流器互连的DC链路，整流器经由电网开关被连接到电网；能量存储装置和被连接到负载的逆变器；以及可切换旁路，被连接在电网开关与负载之间，并且与由整流器、DC链路和逆变器形成的路径并联，方法包括：监测电网的电源；将电源与负载的负载要求进行比较；如果电源满足负载要求，闭合电网开关；并且接通旁路，以从电网向负载提供AC电流。负载提供AC电流。负载提供AC电流。

【技术实现步骤摘要】
用于控制不间断电源的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于控制不间断电源的方法和相应的计算机程序。特别地，本专利技术涉及一种用于控制不间断电源的控制设备和具有这种控制设备的不间断电源。

技术介绍

[0002]如果可变负载被连接到电网，则可从电网汲取的功率受电网的最大电源的限制。汲取的功率必须保持低于或等于最大电源，以防止电网崩溃或避免处罚。为了防止电网上的过载，并且在过载的情况下永久断开负载与电网的连接，可以在负载与电网之间布置熔丝。
[0003]如果可变负载具有比电网能够提供的功率更高的功率需求，则电网连接必须被升级。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于控制不间断电源的改进方法。本专利技术的另外的目的是提供一种经济可靠的不间断电源。
[0005]这些目的通过独立权利要求的主题来被实现。另外的示例性实施例根据从属权利要求和以下描述是明显的。
[0006]本专利技术涉及一种用于控制被布置在电网与可变负载之间的不间断电源的方法，不间断电源包括：与整流器互连的DC链路，该整流器经由电网开关被连接到电网；能量存储装置和被连接到负载的逆变器；以及可切换旁路，被连接在电网开关与负载之间，并且与由整流器、DC链路和逆变器形成的路径并联，方法包括：监测电网的电源；将电源与负载的负载要求进行比较；如果电源满足负载要求，则闭合电网开关；并且接通旁路，以从电网向负载提供AC电流。
[0007]例如，负载可以是电动交通工具的充电站。对交通工具充电所需的功率的量可能在很大程度上取决于交通工具的类型和所使用的充电技术类型。例如，可变负载可以只需要10kW左右来对紧凑型交通工具充电，或者需要400kW以上来为远程交通工具充电。当多个交通工具同时被充电时，功率要求可能成倍增加。
[0008]整流器和逆变器实质上可以是相同的电气部件。整流器和逆变器可以具有整流模式和逆变模式。在整流模式中，整流器或逆变器可以被配置为从电网汲取AC电流，并且向DC链路提供DC电流。在逆变模式中，整流器或逆变器可以被配置为从DC链路汲取DC电流，并且在其另一个端口提供AC电流。逆变器开关可以被布置在逆变器与负载之间。逆变器开关可以在激活逆变器时断开，直到来自逆变器的输出稳定为止。能量存储装置可以包括被配置为将电能存储为化学能的电池。能量存储装置还可以具有DC/DC转换器，以将DC链路的电压改变为电池的电压。DC链路通常可以包括电容器以提供能量缓冲器。旁路可以具有旁路开关。旁路开关可以是被电子切换的半导体开关。旁路可以被连接到整流器的进入端口和逆变器的外出端口。电网开关可以被布置在不间断电源与电网之间。电网开关可以是机械开
关。
[0009]可以通过向电网开关发送电网开关闭合信号来闭合电网开关。旁路可以通过闭合旁路开关来被接通。旁路开关可以通过向旁路开关发送旁路闭合信号来被闭合。负载供给要求可以被定义为电压容差和/或频率容差。负载要求还可以包括负载的功率需求。功率需求可以通过感测不间断电源与负载之间的连接上的至少一个电变量的改变来被检测。例如，可以在连接上检测到电压降。需求也可以由负载经由通信协议主动地用信号通知。
[0010]旁路也可以备选地已经开启，甚至是在检测到功率需求之前。如果电网电压在电压容限内，如果电网频率在频率容限内，则电源可以满足负载要求。
[0011]根据实施例，方法还包括：监测负载的功率需求和能量存储装置的充电水平，其中如果能量存储装置的充电水平低于预定水平并且如果存在功率过剩，其中电源高于负载的功率需求，则整流器在整流模式下被激活，并且来自电网的过剩AC电流被整流为被提供给DC链路的DC电流，并且能量存储装置通过从DC链路汲取DC电流来被充电。如果功率需求下降或电源激增，则能量存储装置可以缓冲过剩的能量。由整流器汲取的功率的量可以被控制。整流器可以汲取上至功率需求与可能电源之间的差。整流器可以汲取过剩的AC电流，上至其整流容量。
[0012]根据实施例，如果过剩大于整流器的整流容量，则逆变器以整流模式操作，其中在旁路上从电网汲取AC电流，并且将其转换为被提供给DC链路的DC电流。这样，在吸收过量能量时，逆变器可以支持整流器。负载的功率需求在旁路上被提供。
[0013]根据实施例，在逆变器与整流器之间平衡过剩。逆变器和整流器可以共享等量的过剩部分。通过平衡逆变器和整流器上的负载，两个转换器可以在比最大负载低的负载下操作。
[0014]根据实施例，方法还包括监测负载的功率需求，其中如果电源满足负载要求并且如果存在功率短缺，其中电源低于功率需求，则将该短缺被用信号通知给负载。可以经由通信协议用信号通知短缺。负载可以能够将其功耗限制为可用电源。例如，充电站可以限制连接的电动交通工具的充电速度。
[0015]根据实施例，如果存在功率短缺，则逆变器在逆变模式下被同步到电网，并且来自DC链路的DC电流被逆变为AC电流，以供应短缺，并且能量存储装置通过将DC电流供应到DC链路来被放电。电源可以被限制。最大电源可以通过合约和/或通过测量电网上的至少一个电变量来被定义。负载可以经由旁路从电网汲取最大功率。在逆变器AC电压相位同步，并且电压振幅匹配后，逆变器可以增加功率以满足功率需求。一旦逆变器被同步，负载共享控制就可以被激活，来在电网与逆变器之间以所需的比例共享负载电流。逆变器可以作为电压源操作，其中逆变器基准电压适于控制负载共享。在另一个实施方式中，逆变器可以作为电流源操作。作为电流源，逆变器只是推动电流，来使负载能够吸收比电网能够提供的功率更多的功率。在逆变器被同步之前，对负载的限制信号可以限制负载的功耗。有利的是将逆变器作为电压源进行控制，并且添加负载共享控制以在逆变器与电网之间共享负载电流。优点是，如果电网崩溃，则电网电压将消失，逆变器将自动施加负载电压。如果逆变器作为电流源被控制并且电网消失，则逆变器控制可以从电流源移动到电压源。
[0016]根据实施例，整流器在逆变模式下操作，其中如果旁路被接通并且如果短缺大于逆变器的逆变容量，则从DC链路汲取DC电流，并且将其转换为经由旁路被提供给负载的AC
电流。在提供所需功率时，整流器可以支持逆变器。
[0017]根据实施例，在逆变器与整流器之间平衡短缺。逆变器和整流器可以提供等量的短缺部分。通过在逆变器和整流器上平衡负载，两个转换器可以在低于最大负载的负载下操作。
[0018]根据实施例，如果电源低于负载要求但满足整流器要求，则电网开关闭合，旁路断开，整流器在整流模式下被激活，以将来自电网的AC电流整流为被提供给DC链路的DC电流，并且逆变器在逆变模式下被激活，以将来自DC链路的DC电流逆变为被提供给负载的AC电流。整流器要求可以低于负载要求。整流器可以具有比负载更大的电压容限。整流器可以具有比负载更大的频率容限。逆变器可以在负载要求内为负载供电。如果存在功率短缺，则能量存储装置可以被放电，以向DC链路提供DC电流。如果能量存储装置低于预定的充电水平并且如果存在功率过剩，则能量存储装置可以被充电。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制被布置在电网(102)与可变负载(104)之间的不间断电源(100)的方法，所述不间断电源(100)包括：与整流器(116)互连的DC链路(120)，所述整流器(116)经由电网开关(114)被连接到所述电网(102)；能量存储装置(122)和被连接到所述负载(104)的逆变器(118)；以及可切换旁路(126)，被连接在所述电网开关(114)与所述负载(104)之间，并且与由所述整流器(116)、所述DC链路(120)和所述逆变器(118)形成的路径并联连接，所述方法包括：监测所述电网(102)的电源(110)；将所述电源(110)与所述负载(104)的负载要求(108)进行比较；如果所述电源(110)满足所述负载要求(108)，闭合所述电网开关(114)；以及接通所述旁路(126)，以从所述电网(102)向所述负载(104)提供AC电流。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括：监测所述负载(104)的功率需求(106)和能量存储装置(122)的充电水平；以及如果存在功率过剩，其中所述电源(110)高于所述功率需求(106)，并且如果所述充电水平低于预定水平；在整流模式下激活所述整流器(116)，以将来自所述电网(102)的过剩AC电流整流为被提供给所述DC链路(120)的DC电流；以及利用所述DC电流对所述能量存储装置(122)充电。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括：监测所述负载(104)的功率需求(106)；以及如果存在功率短缺，其中所述电源(110)低于所述功率需求(106)，所述方法还包括：向所述负载(104)发出所述短缺的信号。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法还包括：在逆变模式下，将所述逆变器(118)与所述电网(102)同步，以将来自所述DC链路(120)的DC电流逆变为AC电流以供应所述短缺；以及使所述能量存储装置(122)放电。5.根据权利要求4所述的方法，其中如果所述短缺大于所述逆变器(118)的逆变容量，所述方法还包括：在逆变模式下将所述整流器(116)与所述电网(102)同步；以及将来自所述DC链路(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：西尔维奥，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：