一种动力UPS电源和供电方法与流程

一种动力ups电源和供电方法
技术领域
1.本技术涉及电源技术领域，尤其是涉及一种动力ups电源和供电方法。


背景技术：

2.随着现代电力工业的快速发展和系统中用电负荷结构的重大变化，工厂以及办公自动化对电子设备的依赖性快速增长，与此同时，电能质量问题也是亟需解决的大问题，其中，电源的电压不稳定使电气设备发生故障的次数要远远多于其他的电能质量问题。
3.相关技术中，有采用eps电源供电的方式，但是这种方式用在动力负载上不合适，而且eps的国家切换时间太长，对于一些变频器负载是不能接受的，还有一种是对变频器进行改造，增加dc-bank的方案，但是此方法涉及到变频器的质保问题，因此目前亟需一种保持电源电压维稳的方法来减少电气设备故障的问题。


技术实现要素：

4.为了保持负载设备的电源电压维稳，本技术提出了一种动力ups电源和供电方法。
5.在本技术的第一方面，提出了一种动力ups电源，包括，双向晶闸管、控制器和自动电压控制装置；所述控制器用于采集电网电压并进行瞬时值检测和dq坐标检测，当在预设时长内同时检测到电压暂降时，控制所述双向晶闸管关断，所述自动电压控制装置向负载供电；当检测到电网电压恢复正常时，控制所述双向晶闸管导通，电网向负载供电并为所述自动电压控制装置充电。
6.通过采用上述技术方案，通过控制器对电网电压进行实时采集并使用两种方法对电压进行检测，两种方法在预设时长内均检测到电网电压暂降时，才确定是真实的电网电压暂降，否则认为是干扰，而且预设时长最大设置为1.5毫秒，在确定为电压暂降后，控制器控制双向晶闸管关断，使用自动电压控制装置向负载供电，通过这种检测方式，由电网供电转为自动电压控制装置供电的整个过程不超过5毫秒，既保证了时间又保证了准确性，减少了因为误判而导致的供电源切换给负载带来的危害。
7.进一步地，所述控制器具体用于，
8.基于预设采集频率采集电网的线电压，将所述线电压与预设电压值进行比较，若连续十个采样周期均检测到所述线电压小于预设电压值，则确定为电压暂降，所述十个采样周期的时长等于所述预设时长；
9.实时采集电网的三个相电压，将采集的三个相电压进行派克转换从三相坐标系投影到dq坐标系，判断是否存在在预设时长中有连续8次电压跌落，若是，则确定为电压暂降。
10.进一步地，所述自动电压控制装置包括依次串联的储能电池、逆变器和变压器，所述变压器用于连接负载。
11.进一步地，还包括维修旁路，所述维修旁路并联在所述双向晶闸管两端。
12.在本技术的第二方面，提出了一种供电方法，包括，采集电网电压并进行瞬时值检测和dq坐标检测确定是否出现电压暂降；当在预设时长内同时检测到电压暂降时，控制所
述双向晶闸管关断，所述自动电压控制装置向负载供电；当检测到电网电压恢复正常时，控制所述双向晶闸管导通，电网向负载供电并为所述自动电压控制装置充电。
13.进一步地，所述采集电网电压并进行瞬时值检测和dq坐标检测确定是否出现电压暂降包括，
14.基于预设采集频率采集电网的线电压，将所述线电压与预设电压值进行比较，若连续十个采样周期均检测到所述线电压小于预设电压值，则确定为电压暂降，所述十个采样周期的时长等于所述预设时长；
15.实时采集电网的三个相电压，将采集的三个相电压进行派克转换从三相坐标系投影到dq坐标系，判断是否存在在预设时长中有连续8次电压跌落，若是，则确定为电压暂降。
16.在本技术的第三方面，还提出了一种动力ups电源，包括，双向晶闸管和自动电压控制装置；在预设时长内采用两种不同的方式同时检测到电网电压出现电压暂降时，所述双向晶闸管关断，所述自动电压控制装置向负载供电；当电网电压恢复正常时，所述双向晶闸管导通，电网向负载供电并为所述自动电压控制装置充电。
17.进一步地，所述电压暂降为，在连续十个采样周期均检测到电网的线电压所小于预设电压值时确定为电压暂降，所述十个采样周期的时长等于所述预设时长；在预设时长中检测到进行派克转换后的三个相电压连续8次电压跌落时确定为电压暂降。
18.进一步地，所述自动电压控制装置包括依次串联的储能电池、逆变器和变压器，所述变压器用于连接负载。
19.进一步地，还包括维修旁路，所述维修旁路并联在所述双向晶闸管两端。
附图说明
20.结合附图并参考以下详细说明，本技术各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
21.图1为本技术实施例中的动力ups电源的示意图。
22.图2是一种实施例中瞬时值检测法的示例图。
23.图3是一种实施例中dq坐标检测法的示例图。
24.图4为本技术实施例中动力ups电源供电方法的流程图。
25.附图标记说明：101、双向晶闸管；102、控制器；103、自动电压控制装置。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.为了便于对本技术实施例的理解，首先对本技术实施例涉及的部分术语进行解释。
28.相电压，三根火线中任意相线与零线之间的电压叫相电压ua，ub，uc。
29.线电压，是多相交流电路中在给定点的两相导体间的电压。星型连接的线电压的大小为相电压的根号3倍。
30.图1所示为本技术实施例中的动力ups电源的示意图，下面结合图1对本技术实施例中的动力ups电源工作原理进行详细介绍。
31.参照图1，动力ups电源包括双向晶闸管101、控制器102和自动电压控制装置103；双向晶闸管101和电网以及负载相连，在双向晶闸管101导通状态时，可使电网向负载供电，自动电压控制装置103与负载以及双向晶闸管101相连，在双向晶闸管101关断时，自动电压控制装置103可为负载进行供电。在一些申请实施例中，自动电压控制装置103包括依次串联的储能电池、逆变器和变压器，变压器用于连接负载，逆变器将储能电池输出的直流电转换为交流电，变压器将逆变器输出的交流电转换为预设电压为负载进行供电。在电网恢复正常后，电网除了为负载进行供电外，还可为自动电压控制装置103中的储能电池进行充电。
32.控制器102用于采集电网电压并进行瞬时值检测和dq坐标检测，当在预设时长内同时检测到电压暂降时，控制双向晶闸管101关断，自动电压控制装置103向负载供电；当检测到电网电压恢复正常时，控制双向晶闸管101导通，电网向负载供电并为自动电压控制装置103充电。
33.在本技术实施例中，控制器102采集电网电压进行瞬时值检测具体为，基于预设采集频率采集电网的线电压，这里的线电压为380v，将采集的实际线电压与预设电压值进行比较，预设电压值为一个下限阈值，参照图2，也可再预设一个上限阈值，判断采集的线电压是否在正常范围内，在一个采样周期中，可随机选两个时间点，判断实际线电压是否低于预设电压值，若是，则可确认在这个采样周期中，线电压为疑似暂降，当连续十个采样周期均检测到实际线电压小于预设电压值，则可确定为电压暂降，十个采样周期的时长等于所述预设时长，在本技术实施例中，为保证能够在电压暂降时快速切换供电源，故预设时长最大可设置为1.5毫秒，故在瞬时值检测中采样频率可设置为6.4khz,则一个采样周期为156微秒。
34.在本技术实施例，控制器102用于采集电网电压进行dq坐标检测具体为，实时采集电网的三个相电压，实时采集的三个相电压ua，ub，uc最初是以三项坐标系进行展示的，将采集的三个相电压进行派克转换从三相坐标系投影到dq坐标系，则原来50hz的正弦波变成赋值相等的直流电ud，uq，即可得幅值为参照图3，将该幅值u与预先设定的阈值比较即可得出电压跌落的状态，如图3所示，在dq坐标系中可检测到在0.06ms时刻，实时幅值u下降到低于下限阈值，则0.06ms时刻便为一次电压跌落，当检测到在预设时长中存在有连续8次或8次以上的电压跌落时，则确定为电压暂降，这里的预设时长与瞬时值检测法中的预设时长是相同的，最大值设置为1.5毫秒。
35.当在预设时长内，瞬时值检测和dq坐标检测两种方式同时检测到电压暂降时，控制器102控制双向晶闸管101关断，由自动电压控制装置103向负载供电；当检测到电网电压恢复正常时，控制器102控制双向晶闸管101导通，由电网向负载供电并为自动电压控制装置103充电，控制器102在关断双向晶闸管101过程中可采用恒流源控制模式，保证负载的供电不受干扰，当双向晶闸管101关断后，动力ups电源进入恒压源控制模式，在电网电压恢复正常后，负载一侧的参数与电网一侧相同时再导通双向晶闸管101，在本技术中，检测电压暂降的过程不超过1.5毫秒，由电网供电转换为自动电压控制装置103供电的过程也可在5
毫秒内完成，故本技术可在准确确定电压暂降的情况下，短时间内切换供电源，减少了负载的的断路器失压跳开的情况，从而减少负载因为电源质量及间电压间断带来的危害。
36.在一些申请实施例中，动力ups电源还包括维修旁路，维修旁路并联在双向晶闸管101两端。在动力ups电源出现故障时，断开维修旁路，可以对维修动力ups电源带来便利。
37.在一些申请实施例中，动力ups电源只包括双向晶闸管101和自动电压控制装置103；在预设时长内采用两种不同的方式同时检测到电网电压出现电压暂降时，双向晶闸管101关断，自动电压控制装置103向负载供电；当电网电压恢复正常时，双向晶闸管101导通，电网向负载供电并为所述自动电压控制装置103充电。电压暂降为，在连续十个采样周期均检测到电网的线电压所小于预设电压值时确定为电压暂降，十个采样周期的时长等于预设时长；在预设时长中检测到进行派克转换后的三个相电压连续8次电压跌落时确定为电压暂降。这里可是动力ups电源外接控制器102，控制器102采集电网电压并使用两种方式对电网电压进行检测，根据检测结果控制动力ups电源的双向晶闸管101的关断和导通。
38.图4所示为本技术实施例中动力ups电源供电方法的流程图，参照图4，动力ups电源的供电方法包括，
39.步骤s401,采集电网电压并进行瞬时值检测和dq坐标检测确定是否出现电压暂降。
40.步骤s402，当在预设时长内同时检测到电压暂降时，控制双向晶闸管关断，自动电压控制装置向负载供电。
41.步骤s403，当检测到电网电压恢复正常时，控制双向晶闸管导通，电网向负载供电并为自动电压控制装置充电。
42.在一些申请实施例中，采集电网电压并进行瞬时值检测和dq坐标检测确定是否出现电压暂降包括，基于预设采集频率采集电网的线电压，将所述线电压与预设电压值进行比较，若连续十个采样周期均检测到所述线电压小于预设电压值，则确定为电压暂降，所述十个采样周期的时长等于所述预设时长；实时采集电网的三个相电压，将采集的三个相电压进行派克转换从三相坐标系投影到dq坐标系，判断是否存在在预设时长中有连续8次电压跌落，若是，则确定为电压暂降。
43.下面结合图1的动力ups电源的示意图和图4的动力ups电源供电方法流程图，对动力ups电源的工作流程做解释。
44.当电网电压在正常范围内时，负载处于待机或者正常工作状态，此时双向晶闸管101为导通状态，电网向负载供电，输出电压为电网电压，自动电压控制装置103中的储能电池为满电状态；当控制器102检测到电网电压发生电压暂降时，控制器102控制双向晶闸管101关断，电网与负载隔断，在5毫秒内，自动电压控制装置103的储能电池向负载进行供电，输出电压为经逆变器和变压器处理后的预先设定的电压，预设电压一般与电网电压相同，自动电压控制装置103的电压支撑避免了由于电网电压暂降所导致的对负载的危害；在控制器102检测到电网电压恢复到正常值时，自动电压控制装置103停止工作，同时控制器102控制双向晶闸管101导通，由电网向负载进行供电，输出电压为电网电压，同时电网也为自动电压控制装置103中的储能电池进行充电，为下一次的电网电压暂降做准备。
45.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述动力ups电源实施例中的对应过程，在此不再赘述。
46.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
47.以上所述仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。