[发明专利]一种用于脉冲负载的电源功率波动控制方法

说明书

本发明提供了一种用于脉冲负载的电源功率波动控制方法和系统，该方法包括：输出电压与输出电压参考信号比较后得到输出电压偏差量；输出电压偏差量经计算得到电流参考信号；对实时负载电流进行低通滤波处理得到稳态负载电流值，并通过稳态负载电流值对电流参考信号进行限幅处理；输出电流与最终的电流参考信号比较后得到输出电流偏差量；输出电流偏差量经过计算得到电源控制驱动信号；驱动信号通过功率电路使输出电流跟踪最终的电流参考信号。本发明通过调节电源输出电流来改变储能电容充放电时间，使电源输入端工作在较为稳定的工作状态，从而保持供电功率稳定，供电侧的输入功率波动范围大幅减小，达到抑制功率波动的效果，优化系统用电特性。

技术领域

本发明涉及供电电源转换装置技术领域，尤其涉及一种用于脉冲负载的电源功率波动控制方法。

背景技术

供电系统作为各类工业设备的能量保障，是保证设备可靠工作必不可少的要素，对设备的正常运转起着至关重要的作用。除了大型地面设备有专用供电网络外，船舶、移动载车、飞机等各应用平台均需要配备满足设备功率需求的可移动式独立电力系统，形成孤岛型微电网供给系统内各设备的用电。独立电力系统通常由汽轮/柴油发电机组、后备储能等设备组成。受限于体积、重量、成本、单机容量等限制条件，独立电力系统除了满足设备需求的功率外，功率余量不大；另外如果供电系统余量过大，也导致平台发电机组大部分时间工作在轻载工况下，导致效率下降，导致可靠性和经济性问题，因此一般情况下设备自身设计的独立电力系统自身功率容量和机组转动惯量有限。

随着设备性能要求的持续提升，各类型设备在用电功率需求不断增大的同时，设备负载特性也越来越复杂，如高能激光、通信基站等。这类用电设备工作时呈现脉冲特性，表现为长时间段内平均功率较低，但单个周期内峰值功率较大。与传统稳态负载不同，脉冲负载设备不仅在启动和关机时对供电系统有单次冲击，而且在其正常运行时的功率突变也对供电系统产生持续反复的加载与卸载的功率扰动，引起供电系统电流大幅频繁变化，影响供电系统的输出特性。

以陆地大容量、大机组为主要特征的大型公用电网，因其容量近似无穷大，系统惯性也非常大，负载突加和突卸的功率扰动并不会引起电网电压和频率发生大幅度波动，对电网的影响很小；而在容量较小的微电网中，情况则明显不同，由于微电网的惯性小，机电调节控制器响应时间长，通常达到秒级，而大型脉冲负载设备工作周期为毫秒级，通过机电控制难以及时响应脉冲负载功率的变化，造成微电网抵御负载扰动的能力差，给脉冲负载下微电网运行特性分析与控制带来困难，从而易对供电系统造成电能质量问题，如谐波电流污染、电压波动和闪变、电网电压频率波动等，严重影响独立电力系统的稳定性，同时还带来经济性和可靠性等问题。

在孤岛型微电网、独立电力系统或有限容量供电系统中，如船舶、移动载车、飞机平台的发电机组、新能源发电系统等，由于自身功率容量有限，转动惯量小，难以承受脉冲功率负载重复、高频的突加、突卸工作特性，导致供电系统无法达到稳定工作状态，引起供电系统电能质量问题，主要包括谐波电流污染，电压波动和闪变等，严重情况下甚至使发电机组输出电压或频率持续下降，直至机组保护停机，无法运行。目前针对这种脉动负载条件下电源系统功率波动问题，国内外还没有有效的解决措施，传统的解决方案是在电源输出端增加储能电容，向脉冲负载提供实时需要的负载峰值电能，平抑脉冲负载对电源的影响，但随着脉冲负载逐渐增多，脉冲负载特性也多种多样，不同负载之间开关周期、峰值功率、占空比、滤波电容等参数也不同，该措施并不能解决输入端的功率波动问题。

发明内容

本发明提供了一种用于脉冲负载的电源功率波动控制方法通过检测负载平均功率实时调节供电电源装换装置的输出功率，在保证脉冲功率负载获取高峰值功率的前提下，大大降低供电电源转换装置输入侧的功率波动，减小脉冲负载对微型电网的功率冲击，保障系统可靠稳定运行。

具体而言本发明提供了一种用于脉冲负载的电源功率波动控制方法，其特征在于，所述电源功率波动控制方法包括以下步骤：