不间断电源系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种燃油发电机式不间断电源系统。
【背景技术】
[0002]由市电提供的电源时常会存在质量问题，并且随时有停电的可能。停电事故会对半导体、数据中心、航空、电信、加工工业等领域造成巨大的经济损失。因此，对于十分重要的领域，连续可靠的电源就显得十分重要。而如何提高对重要设施供电的优质性和可靠性也是目前面临的巨大挑战。
[0003]传统的基于双变换技术的在线式不间断电源系统(Uninterruptible PowerSyStem，UPS)为保障重要设备的不间断供电，要不断地通过整流器和逆变器转换电能，因此易造成公共连接点(PCC点)的故障，并且强电网情况下产生不必要的电能消耗，已经不适用于对高电力保障领域的不间断供电要求。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种稳定性较好且能效指数较高的不间断电源系统。
[0005]—种不间断电源系统，包括燃油发电机、储能逆变系统、可控开关、监测电路以及电抗器;所述燃油发电机与所述储能逆变系统连接;所述储能逆变系统通过公共连接点分别与负载、所述电抗器连接;所述可控开关一端与市电连接，另一端与所述电抗器连接;所述监测电路分别与市电、所述可控开关连接;所述监测电路用于对市电的供电状态进行监测，并在市电正常时输出第一监测信号，在市电异常时输出第二监测信号;所述可控开关用于在所述第一监测信号的控制下闭合，由市电经所述电抗器向负载供电；所述储能逆变系统用于在所述第一可控开关闭合时根据负载电流中的谐波和无功分量输出谐波和无功补偿电流以进行谐波和无功补偿;所述可控开关还用于在所述第二监测信号的控制下断开；所述燃油发电机用于在所述可控开关断开时开始工作，将燃油的热能转换为电能后输出给所述储能逆变系统；所述储能逆变系统还用于在所述可控开关断开时输出电能向负载供电。
[0006]在其中一个实施例中，所述燃油发电机包括柴油发电机。
[0007]在其中一个实施例中，所述储能逆变系统包括整流器、逆变器、蓄电池以及充电器;所述整流器的输入端与所述燃油发电机的输出端连接;所述整流器的输出端与所述逆变器的第一直流输入端连接;所述逆变器的输出端与所述公共连接点连接;所述蓄电池的输入端与所述充电器的输出端连接;所述蓄电池的输出端与所述逆变器的第二直流输入端连接;所述充电器的输入端与所述公共连接点连接。
[0008]在其中一个实施例中，所述充电器用于对所述蓄电池的剩余电量进行监测，并在所述蓄电池的剩余电量低于阈值电量时由市电经由所述充电器对所述蓄电池进行充电。
[0009]在其中一个实施例中，所述逆变器包括谐波和无功电流提取电路;所述谐波和无功电流提取电路包括顺次连接的FFT变换模块、滤波器模块、加法器以及逆FFT变换模块;所述FFT变换模块的输入端与所述公共连接点连接;所述FFT变换模块用于将所述负载电流从时域变换为频域，并将所述负载电流在频域分解为负载电流直流分量、负载电流基波分量以及负载电流中的各次谐波和无功分量;所述滤波器模块用于滤除所述负载电流直流分量和所述负载电流基波分量，并将滤波后的负载电流中的各次谐波和无功分量输出给所述加法器;所述加法器用于对所述负载电流中的各次谐波和无功分量进行相加得到频域谐波和无功电流补偿指令值;所述逆FFT变换模块用于将所述频域谐波和无功电流补偿指令值转换为时域谐波和无功电流补偿指令值;所述蓄电池还用于根据提取出的谐波和无功电流补偿指令值对所述逆变器的直流侧供电，从而使得所述逆变器输出相应的谐波和无功补偿电流至公共连接点。
[0010]在其中一个实施例中，所述滤波器模块为高通滤波器模块。
[0011]在其中一个实施例中，所述储能逆变系统还包括切换开关;所述切换开关的第一输入端与所述整流器的输出端连接;所述切换开关的第二输入端与所述蓄电池的输出端连接;所述切换开关的输出端与所述逆变器的直流侧输入端连接;所述切换开关用于在市电异常且所述燃油发电机投入工作、所述整流器将所述燃油发电机输出的交流电转换为稳定的直流电时将所述第一输入端与所述逆变器的直流输入端连接，反之将所述第二输入端与所述逆变器的直流输入端连接。
[0012]在其中一个实施例中，还包括控制电路;所述控制电路用于获取接入负载的重要级别，并根据各负载的重要级别对供电进行分配。
[0013]在其中一个实施例中，还包括旁路开关;所述旁路开关分别与市电、负载连接;所述旁路开关用于在所述不间断电源系统需要进行维修时导通从而由市电直接向负载供电。
[0014]上述不间断电源系统，可控开关在市电正常时闭合，从而由市电经由电抗器后向负载供电；同时储能逆变系统与电网并联运行，并根据负载电流中的谐波和无功分量对公共连接点进行谐波和无功补偿，从而对PCC点电能质量进行改善，以提高电网的能效指标并确保负载的高质量供电。在市电异常时，可控开关断开，燃油发电机开始工作进行发电，从而使得储能逆变系统能够对负载供电，确保负载在市电异常时仍能够正常工作，稳定性较好，能够满足负载持续工作的供电需求。
【附图说明】
[0015]图1为一实施例中的不间断电源系统的电路框图；
[0016]图2为图1中的逆变器中的谐波和无功电流提取电路的原理框图；
[0017]图3为图1中的不间断电源系统与电网并网运行时对PCC点的电能质量改善的示意图；
[0018]图4为图1中的不间断电源系统从并网到离网无缝切换时的效果示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]图1为一实施例中的不间断电源系统的电路框图，该不间断电源系统包括监测电路(图中未示)、可控开关110、电抗器120、储能逆变系统130以及燃油发电机140。其中，可控开关110的一端与市电连接，另一端与电抗器120连接。电抗器120的另一端与公共连接点PCC连接。燃油发电机140与储能逆变系统130连接，储能逆变系统140还通过公共连接点PCC与负载连接。
[0021]监测电路分别与市电以及可控开关110的控制端连接。监测电路用于对市电的供电状态进行监测。具体地，监测电路在监测出市电正常时输出第一监测信号，在市电异常时输出第二监测信号。监测电路将生成的监测信号输出至可控开关110的控制端，从而对可控开关110的通断进行控制。其中，第一监测信号用于控制可控开关110闭合，第二监测信号用于控制可控开关110断开。在本实施例中，市电正常是指市电的电压处于稳定状态，不会发生急剧变化(短时间内电压有较大的提升或者下降)且能够正常输出给负载进行供电；市电异常则是指市电的电压处于不稳定状态或者中断(即不能正常输出给负载供电)状态。
[0022]可控开关110的控制端用于接收监测电路输出的监测信号，并在接收到的监测信号的控制下进行闭合或者导通。因此，可控开关110具有闭合和关断两种状态，从而使得不间断电源系统存在对应的两个工作模式，即市电工作模式(或并网工作模式)和燃油发电机工作模式(或离网工作模式)。具体地，可控开关110在第一监测信号的控制下(也即在市电正常时)闭合，不间断电源系统进入市电工作模式。可控开关110在第二监测信号的控制下(也即市电异常时)关断，不间断电源系统进入燃油发电机工作模式。
[0023]在可控开关110闭合时，市电经由电抗器120后输出给负载供