[发明专利]一种与发电机在线并机的三相不间断应急电源及其不间断控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种不间断电源及其控制方法。

背景技术

在某些野外或脱离电网应用场合，采用柴油发电机组为负载供电，有的系统甚至预留一套备份的发电机组，由于对振动和噪声限制的要求，同时只允许一套机组处于运行状态。出于对供电可靠性极高的要求，在工作的柴油发电机发生故障退出时不允许电力有任何的中断或者大幅跌落。此时需要一套应急电源系统无缝的接续发电机为负载供电。

发明内容

本发明的目的在于提供在不需要增加任何额外通信信号的条件下，仅需要通过检测发电机输出端电压，支持发电机启动并短时稳定运行后随时并入应急电源系统的一种与发电机在线并机的三相不间断应急电源及其不间断控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种与发电机在线并机的三相不间断应急电源，其特征是：包括由A相、B相、C相、第一直流电源V_dc1、第二直流电源V_dc2、第一电容器C_dc1、第二电容器C_dc2组成的三相四线制结构，串联后的第一直流电源V_dc1和第二直流电源V_dc2与串联后的第一电容器C_dc1和第二电容器C_dc2并联，两个串联的直流电源和两个串联电容器的中点连接在一起，作为三相四线制结构的输出中性线，此中性线与发电机的中性点N连接在一起；

所述的C相的结构为：

两个具有反并联二极管的功率开关器件串联组成桥臂，三个桥臂均采用LC型滤波器，滤波电感L的一端连接在桥臂中点，滤波电感L的另一端分别连接滤波电容器C_f和并机电感器L_g，滤波电容器C_f与中性线相连，并机电感器L_g与第一开关K₁相连，第一开关K₁连接该相负载Z_c，并与控制发电机该相输出与该相负载Z_c通断的第二开关K₂相连，负载(Z_c)连接中性线，第二开关K₂与发电机该相输出端连接；

检测C相直流母线电流(I_dc)的第一感应式霍尔电流传感器③通过其中心的圆孔套在C相直流母线上，其输出送入控制系统作为直流母线电流反馈信号；

检测流过C相第一开关K₁的第二感应式霍尔电流传感器④通过其中心的圆孔套在连接并机电感器L_g与第一开关K₁的导线上，其输出送入控制系统作为判断第一开关K₁是否闭合的依据；

检测流过C相第二开关K₂电流的第三感应式霍尔电流传感器⑤通过其中心的圆孔套在连接该相负载Z_c与第二开关K₂的导线上，其输出送入控制系统作为判断第二开关K₂是否闭合的依据；

检测发电机输出电压的第二霍尔电压传感器⑥的两个检测端分别与发电机输出端和中性线相连，其输出送入控制系统中的SPLL模块，用于检测发电机电压的复制和相位；

检测应急电源输出电压的第一霍尔电压传感器⑦的两个检测端分别与LC滤波器的电容C_f的两端相连，其输出送入控制系统C相控制系统作为应急电源输出电压的反馈信号；

C相控制系统包括第一控制器G_c1即直流母线电流控制器、第二控制器G_c2即输出电压控制器和第三控制器G_c3即谐波电压补偿控制器，通过3个控制器构成3个控制通道：

第一霍尔电压检测传感器⑦检测到的发电机输出电压的瞬时值送入控制系统中的SPLL软件锁相环模块模块，SPLL通过运算后得到发电机输出电压有效值u_gm和电压相位信息ωt；

被期望的直流母线电流值I_dr与第一感应式霍尔电流传感器③检测的实际直流母线电流I_dc均送入第一减法器环节A1，得到的I_dr-I_dc输入到第一控制器G_c1，其输出Δθ与SPLL输出的相位信息ωt被送入第一加法器环节A2，对所得到的结果Δθ+ωt求取正弦值后，送入到第一乘法器环节M1；