[发明专利]一种基于Delta变换器的UPS电源控制系统

说明书

一种基于Delta变换器的UPS电源控制系统，适用于电源控制领域。通过对系统工作过程中出现的问题提出了新的控制方法和拓扑结构，实现了Delta变换器的瞬时无功功率补偿作用和直流侧能量平衡控制作用。基于Delta变换式UPS电源兼有不间断供电和电能质量补偿的双重作用，能够为负载提供稳定、高效的电能，Delta变换式UPS电源作为电能质量补偿器，可以补偿电网和负载含有的谐波分量、不平衡分量和无功分量，当电网断电时，主变换器能够实现电池与电网供电的无间断切换和全功率运行，具有功率损耗小和工作效率高的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于Delta变换器的UPS电源控制系统，适用于电源控制领域。

背景技术

UPS电源即不间断电源“Uninterruptible Power Supply，能够使用户在电网断电或故障时，为负载提供短时间供电，从而保证负载不会因为瞬间掉电而造成数据丢失等损失。

经过几十年的发展，处在发展清洁能源及创造节约型的社会的大氛围中，小到手机电池、家用电器，大到楼宇供电及超级计算机供电系统，UPS电源都发挥着重要作用。然而随着UPS电源的普及、传统UPS电源谐波含量高、转换效率低和线路损耗大的缺点也越来越不能满足先进工业的快速发展和人们对环保电源的高要求。UPS电源高频化的发展使UPS电源从最初的一种简单粗放的备用电源，发展为兼备稳压、稳频、抗电磁干扰、抗线路噪声和浪涌电压的高质量的辅助电源系统。目前UPS电源主要是为重要的负载提供可靠的、不间断的和高质量的电能，使其在掉电、过电压、低压和非线性负载的情况下仍能够保证稳定的电能供应。UPS电源系统现在主要运用于医疗设备、数据储存、紧急装置、通讯和军事等领域，为适应不同领域系统性能差异的要求，UPS电源也拥有不同的结构形式。UPS电源系统从结构方面主要分为静态、动态和混合系统三种。

UPS电源有多种结构，市场上主流产品主要为在线式结构的UPS电源，但是它一直处于全功率工作状态，系统损耗及工作效率都受到很大限制。为满足减小系统损耗和提高工作效率的要求，相关学者提出了当电网正常工作时，UPS系统提供部分功率，来改善电网质量，当电网出现故障时才全功率运行的方案。部分功率变换器不仅能够保证足够的功率输出、稳定的电能供给、较小的功率损耗和较高的系统容量，而且对器件的要求也明显降，经过最近几年UPS电源突飞猛进的发展，全功率变换器有被部分功率变换器所取代的趋势。Delta变换式UPS电源作为部分功率补偿式UPS电源的代表也得到了快速发展。

Delta变换式的UPS电源系统作为第三代UPS电源，不仅能够在电网断电时为重要负载提供短时间的供电，而且在电网正常供电时能够对电网所含有的谐波分量和无功分量进行瞬时补偿。但是，我们平时所使用有功功率和无功功率等概念都是在平均值的基础上提出的，其只适用于正弦量的范围。而基于Delta变换式的UPS电源补偿的谐波及无功分量都是瞬态值，所以我们再用以前的定义来解决瞬时功率补偿问题时就会遇到种种的限制。

发明内容

本发明提供一种基于Delta变换器的UPS电源控制系统，通过对系统工作过程中出现的问题提出了新的控制方法和拓扑结构，实现了Delta变换器的瞬时无功功率补偿作用和直流侧能量平衡控制作用。

本发明所采用的技术方案是：

基于Delta变换式UPS电源兼有不间断供电和电能质量补偿的双重作用，能够为负载提供稳定、高效的电能，Delta变换式UPS电源作为电能质量补偿器，可以补偿电网和负载含有的谐波分量、不平衡分量和无功分量，当电网断电时，主变换器能够实现电池与电网供电的无间断切换和全功率运行，具有功率损耗小和工作效率高的优点。