不间断电源系统的控制方法、控制器及不间断电源系统技术方案

本申请提供一种不间断电源系统的控制方法，应用于不间断电源系统，包括旁路供电支路、逆变供电支路及储能电池，旁路供电支路包括反并联的第一开关器件和第二开关器件；方法包括：旁路供电支路为负载供电时，输出第一驱动信号至第一开关器件并输出第二驱动信号至第二开关器件；控制所述第一驱动信号和所述第二驱动信号与所述旁路供电支路的输入电压具有相位差；或当所述旁路供电支路的负载电流小于第一阈值时，输出逆变控制信号控制所述逆变供电支路为所述储能电池充电；或在所述逆变供电支路的电流反灌至所述旁路供电支路的输入端时，通过所述逆变供电支路关断所述第一开关器件和所述第二开关器件。本申请还提供一种控制器及不间断电源系统。器及不间断电源系统。器及不间断电源系统。

【技术实现步骤摘要】
不间断电源系统的控制方法、控制器及不间断电源系统


[0001]本申请涉及电子电力
，尤其涉及一种不间断电源系统的控制方法、应用该不间断电源系统的控制方法的控制器以及包括该控制器的不间断电源系统。

技术介绍

[0002]不间断电源(uninterruptible power supply，UPS)系统是在电网故障(如停电、欠压)的情况下，能够代替电网不间断地为负载供电、维持负载正常运作的系统。UPS系统主要包括UPS、电网、负载和电池组。UPS分别与电网、负载和电池组连接。UPS可以监控电网的工作状态，在电网正常工作时，UPS可以利用电网提供的电能向负载供电；在电网故障时，UPS可以控制电池组放电，利用电池组输出的电能继续为负载供电。
[0003]储能型UPS是指配备了较多的储能电池的UPS。经济控制运行(Economy Control Operation，ECO)模式是储能型UPS的一种运行模式。当输入电压和频率在ECO模式允许供电范围内，负载优先由旁路供电(也即通过电网供电)。当输入电压和频率在ECO模式允许供电范围外时，负载由电池组供电。旁路供电和电池组供电之间的切换时间希望尽量小，以减少对后端负载的影响。在ECO模式下，由旁路供电切换至电池组供电时，需要避免能量反灌，为旁路前端的其他负载供电，导致UPS中的逆变器过载，从而导致UPS输出电压异常。
[0004]一些技术方案中，通过改变UPS的驱动方式并使得旁路的输入功率因数(Power Factor，PF)接近1来改善上述UPS输出电压异常的问题，但在实际的工作过程中，可能由于负载大小、有功电流占比大小、电流检测精度等等的原因导致旁路输入PF比较差(不接近1，例如小于0.8)，此时采用改变后的驱动方式，会导致UPS输出电压畸形，影响UPS的供电电压质量。

技术实现思路

[0005]本申请第一方面提供一种不间断电源系统的控制方法，所述不间断电源系统包括旁路供电支路、逆变供电支路及储能电池，所述旁路供电支路与所述逆变供电支路并联后分别连接负载，所述储能电池连接所述逆变供电支路，所述旁路供电支路包括反并联的第一开关器件和第二开关器件，所述旁路供电支路与所述逆变供电支路分时为所述负载供电；所述不间断电源系统的控制方法包括：在所述旁路供电支路为所述负载供电时，输出第一驱动信号至所述第一开关器件并输出第二驱动信号至所述第二开关器件；控制所述第一驱动信号和所述第二驱动信号与所述旁路供电支路的输入电压具有相位差；或当所述旁路供电支路的负载电流小于第一阈值时，输出逆变控制信号控制所述逆变供电支路为所述储能电池充电；或在所述逆变供电支路的电流反灌至所述旁路供电支路的输入端时，通过所述逆变供电支路关断所述第一开关器件和所述第二开关器件。
[0006]上述不间断电源系统的控制方法中，在所述旁路供电支路为所述负载供电时，通过控制第一驱动信号和第二驱动信号与旁路供电支路的输入电压具有相位差(也即使得第一驱动信号与输入电压相位不同步，且第二驱动信号与输入电压相位不同步)，使得可以适
应功率因数超前的负载类型，支持第一开关器件与第二开关器件分时导通的驱动方式，避免逆变供电支路电流反灌至旁路供电支路。并且，若旁路供电支路的负载电流占负载总电流的占比太小(小于第一阈值)时，电流检测精度较差，此时检测得到的负载电流的值可能误差比较大，在后续作电流补偿时，用于补偿的电流的值是根据负载电流的值计算出来的，因此检测得到的负载电流的值存在误差时，用于补偿的电流的值计算也存在误差，则最后得到的旁路供电支路的输入PF也存在误差，因此在所述旁路供电支路为所述负载供电期间，若旁路供电支路的负载电流占负载总电流的占比小于第一阈值，通过控制所述逆变供电支路为所述储能电池充电，使得旁路供电支路不仅要为负载供电，还需要输出充电电流至逆变供电支路，这使得旁路供电支路上的负载电流增大，从而有利于得到精确的PF，增大旁路供电支路输入功率因数，也可以支持第一开关器件与第二开关器件分时导通的驱动方式，避免逆变供电支路电流反灌至旁路供电支路。另外，当逆变供电支路电流反灌至旁路供电支路之后，还可通过强制关断第一开关器件和第二开关器件使得旁路供电支路断开，从而减小所述逆变供电支路的电流反灌至所述旁路供电支路的输入端的时长。
[0007]于一些实施例中，通过控制所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的相位超前所述旁路供电支路的输入电压的相位。
[0008]定义第一驱动信号V1和第二驱动信号V2的相位超前输入电压V
in
的相位为ψ，旁路输入PF＝cosψ。由此可知，当ψ为0时，也即第一驱动信号V1和第二驱动信号V2的相位与输入电压的相位一致时，若旁路输入电流Iin超前输入电压Vin相位，UPS的输出电压存在畸变。本申请通过控制第一驱动信号V1和第二驱动信号V2的相位超前输入电压V
in
，当旁路输入电流I
in
超前旁路输入电压V
in
相位时，UPS的输出电压不存在畸变。
[0009]于一些实施例中，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的相位超前所述输入电压的相位0
°‑
36
°
。
[0010]本申请的不间断电源系统的控制方法虽然对功率因数的要求有所降低，但功率因数太小也会影响UPS的输出电压质量，一些实施例中通过设置所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的相位超前所述输入电压的相位ψ＝0
°‑
36
°
，可以将功率因数PF＝cosψ控制在大于0.8，可以满足UPS的输出电压质量的要求。
[0011]于一些实施例中，所述不间断电源系统的控制方法还包括：输出逆变控制信号控制所述逆变供电支路输出补偿电流补偿所述旁路供电支路的负载电流中的无功电流和谐波电流，以提升旁路输入功率因数。
[0012]根据旁路输入功率因数的计算公式，当总电流中谐波电流和基波无功电流减小时，功率因数增大，因此通过逆变供电支路输出补偿电流抵消所述旁路供电支路的负载电流中的谐波电流和基波无功电流，可以提升旁路输入功率因数，支持第一开关器件和第二开关器件分时导通的驱动方式。
[0013]于一些实施例中，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的相位与所述负载电流的相位同步或超前所述负载电流的相位。
[0014]于一些实施例中，不间断电源系统的控制方法还包括：当所述旁路供电支路的负载电流小于所述第一阈值时，输出所述第一驱动信号和所述第二驱动信号控制所述旁路供电支路关断，并控制所述储能电池放电以通过所述逆变供电支路为所述负载供电。
[0015]储能电池的容量是有限的，当储能电池充电充满后，便无法再继续充电，在一些实
施例中，通过控制储能电池放电为负载供电，可以释放储能电池的电量，在下次出现所述旁路供电支路的负载电流小于所述第一阈值的情况时，储能电池处于可被充电的状态。
[0016]于一些实施例中，当所述旁路供电支路的负载电流小于第一阈值时，控制所述不间断电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不间断电源系统的控制方法，所述不间断电源系统包括旁路供电支路、逆变供电支路及储能电池，所述旁路供电支路与所述逆变供电支路并联后分别连接负载，所述储能电池连接所述逆变供电支路，所述旁路供电支路包括反并联的第一开关器件和第二开关器件，所述旁路供电支路与所述逆变供电支路分时为所述负载供电；其特征在于，所述不间断电源系统的控制方法包括：在所述旁路供电支路为所述负载供电时，输出第一驱动信号至所述第一开关器件并输出第二驱动信号至所述第二开关器件；控制所述第一驱动信号和所述第二驱动信号与所述旁路供电支路的输入电压具有相位差；或当所述旁路供电支路的负载电流小于第一阈值时，输出逆变控制信号控制所述逆变供电支路为所述储能电池充电；或在所述逆变供电支路的电流反灌至所述旁路供电支路的输入端时，通过所述逆变供电支路关断所述第一开关器件和所述第二开关器件。2.如权利要求1所述的不间断电源系统的控制方法，其特征在于，所述控制所述第一驱动信号和所述第二驱动信号与所述旁路供电支路的输入电压具有相位差包括；控制所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的相位超前所述旁路供电支路的输入电压的相位。3.如权利要求2所述的不间断电源系统的控制方法，其特征在于，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的相位超前所述输入电压的相位0
°‑
36
°
。4.如权利要求2所述的不间断电源系统的控制方法，其特征在于，所述不间断电源系统的控制方法还包括：输出逆变控制信号控制所述逆变供电支路输出补偿电流补偿所述旁路供电支路的负载电流中的无功电流和谐波电流，以提升旁路输入功率因数。5.如权利要求2所述的不间断电源系统的控制方法，其特征在于，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的相位与所述负载电流的相位同步或超前所述负载电流的相位。6.如权利要求1所述的不间断电源系统的控制方法，其特征在于，在所述旁路供电支路为所述负载供电期间，当所述旁路供电支路的负载电流小于第一阈值时，所述不间断电源系统的控制方法还包括：输出所述第一驱动信号和所述第二驱动信号控制所述旁路供电支路关断，并控制所述储能电池放电以通过所述逆变供电支路为所述负载供电。7.如权利要求6所述的不间断电源系统的控制方法，其特征在于，当所述旁路供电支路的负载电流小于第一阈值时，控制所述不间断电源系统交替工作于第一工作方式和第二工作方式；所述第一工作方式为：旁路供电支路为所述负载供电，同时输出逆变控制信号控制所述逆变供电支路为所述储能电池充电；所述第二工作方式为：输出所述第一驱动信号和所述第二驱动信号控制所述旁路供电支路关断，并控制所述储能电池放电以通过所述逆变供电支路为所述负载供电。8.如权利要求6或7所述的不间断电源系统的控制方法，其特征在于，所述第一阈值为5％。9.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒州，彭向标，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：