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CN118826141B - 统一电能质量调节器的控制电路、方法及系统 - Google Patents

统一电能质量调节器的控制电路、方法及系统 Download PDF

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CN118826141B CN202411297139.7A CN202411297139A CN118826141B CN 118826141 B CN118826141 B CN 118826141B CN 202411297139 A CN202411297139 A CN 202411297139A CN 118826141 B CN118826141 B CN 118826141B
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Abstract

本发明提供了一种统一电能质量调节器的控制电路、方法及系统,控制电路包括晶闸管模块、变换模块和控制模块,控制模块用于当检测到系统电源异常时,停止通过第一控制端向晶闸管模块提供触发脉冲,停止变换模块工作在电流源模式,通过第二控制端向变换模块发送第一驱动信号,并通过变换模块的三个输出端输出第一变换电压,以关断晶闸管模块;其中,第一变换电压与功率管在第一驱动信号下的当前开关周期次数、预设电压幅值变化量、电流绝对值差值、以及在当前开关周期,负荷的输入侧的电网电压相关联。该电路可以逐步分阶梯关断晶闸管模块,从而可以避免出现晶闸管模块的电流变化过快的问题,降低了对电网的冲击。

Description

统一电能质量调节器的控制电路、方法及系统
技术领域
本发明涉及电路技术领域,尤其是涉及一种统一电能质量调节器的控制电路、方法及系统。
背景技术
相关技术中,并联UPQC通常包括电压源变流器,以及由晶闸管组成的快速切换开关,快速切换开关的输入端连接系统电源,快速切换开关的输出端连接负荷;在并网状态下,晶闸管持续接收触发脉冲,当检测到系统电压发生暂降,则熄灭晶闸管的触发脉冲,由于晶闸管并不能立即关断,只能在电流过零时自然关断,因此,通常需要控制电压源变流器的桥臂端口输出电压,以对晶闸管进行强迫关断,然而相关技术在做晶闸管强迫关断时,晶闸管的电流变化过快,对电网造成的冲击较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种统一电能质量调节器的控制电路、方法及系统,以避免出现晶闸管模块的电流变化过快的问题,降低对电网的冲击。
本发明提供的一种统一电能质量调节器的控制电路,电路包括:晶闸管模块,具有第一控制端、第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端、第三输出端;晶闸管模块的第一输入端连接系统电源的A相,晶闸管模块的第二输入端连接系统电源的B相,晶闸管模块的第三输入端连接系统电源的C相,晶闸管模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端连接负荷;变换模块,具有第二控制端、第一输出端、第二输出端和第三输出端;变换模块的第一输出端与晶闸管模块的第一输出端连接,变换模块的第二输出端与晶闸管模块的第二输出端连接,变换模块的第三输出端与晶闸管模块的第三输出端连接;控制模块,用于检测系统电源的工作状态,当工作状态指示系统电源正常时,通过第一控制端向晶闸管模块提供触发脉冲,以通过晶闸管模块向负荷供电,并控制变换模块工作在电流源模式;当工作状态指示系统电源异常时,停止通过第一控制端向晶闸管模块提供触发脉冲,停止变换模块工作在电流源模式,通过第二控制端向变换模块发送第一驱动信号,以控制变换模块中的功率管的导通与关断,并通过变换模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端输出第一变换电压,以关断晶闸管模块;其中,第一变换电压与功率管在第一驱动信号下的当前开关周期次数、预设电压幅值变化量、电流绝对值差值,以及在当前开关周期,负荷的输入侧的电网电压相关联;电流绝对值差值为:在当前开关周期采样的流过晶闸管模块的电流的绝对值,与前一开关周期采样的流过晶闸管模块的电流的绝对值之差。
进一步的,第一变换电压通过以下公式计算得到:
其中,表示第一变换电压;表示在当前开关周期,负荷的输入侧的电网电压;表示预设电压幅值变化量;表示功率管在第一驱动信号下的当前开关周期次数;表示流过晶闸管模块的电流;表示电流绝对值差值;为符号函数。
进一步的,当≤0时,=1;当>0时,=-1。
进一步的,随着越大,晶闸管模块的关断速度越快。
进一步的,变换模块包括:储能模块,具有第一端和第二端;
变流器模块,具有第一输入端、第二输入端、控制端、第一输出端、第二输出端和第三输出端;变流器模块的第一输入端与储能模块的第一端连接;变流器的第二输入端与储能模块的第二端连接;
滤波模块,具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端;滤波模块的第一输入端与变流器模块的第一输出端连接,滤波模块的第二输入端与变流器模块的第二输出端连接,滤波模块的第三输入端与变流器模块的第三输出端连接,滤波模块的第一输出端与晶闸管模块的第一输出端连接,滤波模块的第二输出端与晶闸管模块的第二输出端连接,滤波模块的第三输出端与晶闸管模块的第三输出端连接。
进一步的,变流器模块包括:第一电感,具有第一端和第二端,第一电感的第一端连接储能模块的第一端;第一功率管,具有第一端、第二端和控制端,第一功率管的第一端连接第一电感的第二端;第一功率管的第二端连接储能模块的第二端;第一功率管的控制端用于接收控制模块输出的第一驱动信号或第二驱动信号;其中,第二驱动信号为系统电源正常时,控制模块向变换模块发送的驱动信号;
第二功率管,具有第一端、第二端和控制端,第二功率管的第二端连接第一电感的第二端,第二功率管的控制端用于接收控制模块输出的第一驱动信号或第二驱动信号;第一电容,具有第一端和第二端,第一电容的第一端连接第二功率管的第一端;第一电容的第二端连接第一功率管的第二端;三相全桥逆变电路,具有第一输入端、第二输入端、控制端、第一输出端、第二输出端和第三输出端,三相全桥逆变电路的第一输入端连接第一电容的第一端;三相全桥逆变电路的第二输入端连接第一电容的第二端;三相全桥逆变电路的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别作为变流器模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端。
进一步的,滤波模块为LC滤波电路。
进一步的,晶闸管模块包括三个晶闸管。
本发明提供的一种统一电能质量调节器的控制方法,方法包括:检测系统电源的工作状态;当工作状态指示系统电源正常时,通过第一控制端向晶闸管模块提供触发脉冲,以通过晶闸管模块向负荷供电,并控制变换模块工作在电流源模式;当工作状态指示系统电源异常时,停止通过第一控制端向晶闸管模块提供触发脉冲,停止变换模块工作在电流源模式,通过第二控制端向变换模块发送第一驱动信号,以控制变换模块中的功率管的导通与关断,并通过变换模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端输出第一变换电压,以关断晶闸管模块;其中,第一变换电压与功率管在第一驱动信号下的当前开关周期次数、预设电压幅值变化量、电流绝对值差值,以及在当前开关周期,负荷的输入侧的电网电压相关联;电流绝对值差值为:在当前开关周期采样的流过晶闸管模块的电流的绝对值,与前一开关周期采样的流过晶闸管模块的电流的绝对值之差。
本发明提供的一种统一电能质量调节器的控制系统,包括系统电源、负荷,以及上述任一项的统一电能质量调节器的控制电路。
本发明提供的一种统一电能质量调节器的控制电路、方法及系统,控制电路包括晶闸管模块、变换模块和控制模块,控制模块用于当检测到系统电源异常时,停止通过第一控制端向晶闸管模块提供触发脉冲,停止变换模块工作在电流源模式,通过第二控制端向变换模块发送第一驱动信号,并通过变换模块的三个输出端输出第一变换电压,以关断晶闸管模块;其中,第一变换电压与功率管在第一驱动信号下的当前开关周期次数、预设电压幅值变化量、电流绝对值差值、以及在当前开关周期,负荷的输入侧的电网电压相关联。该电路可以逐步分阶梯关断晶闸管模块,从而可以避免出现晶闸管模块的电流变化过快的问题,降低了对电网的冲击。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种统一电能质量调节器的控制电路的示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种统一电能质量调节器的控制电路的示意图;
图3为本发明实施例提供的一种统一电能质量调节器的控制方法的流程图;
图4为本发明实施例提供的一种统一电能质量调节器的控制系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
相关技术中,当检测到系统电压发生暂降,则熄灭晶闸管的触发脉冲,由于晶闸管并不能立即关断,只能在电流过零时自然关断,因此,通常需要控制电压源变流器的桥臂端口输出电压,当检测到晶闸管电流下降到0时,可以对晶闸管强迫关断,然而相关技术在做晶闸管强迫关断时,晶闸管的电流变化过快,对电网造成的冲击较大,并且,在做晶闸管强迫关断时,电流方向的检测是否正确非常关键,一则如果流过晶闸管的电流较小时,电流方向检测容易出错,一旦出错,则会有一个开关周期电流放大,从而对电网造成冲击;比如,当电流比较小时,由于测量误差,导致测量不准,从而使得对的变化方向判断出错,导致在该输出Udc时,输出了-Udc,如果输出Udc会使得变小,则输出-Udc则会使变大,从而会对电网造成冲击;二则该方案对CT(Current Transformer,电流互感器)的接线方向要求较高,如果接线出错,则对电流的方向判断会出错,则可能会导致装置保护。基于此,本发明实施例提供了一种统一电能质量调节器的控制电路、方法及系统,该技术可以应用于需要对统一电能质量调节器进行控制的应用中。
为便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种统一电能质量调节器的控制电路进行介绍,如图1所示,该控制电路包括:晶闸管模块10、变换模块11和控制模块12;晶闸管模块10具有第一控制端、第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端、第三输出端;晶闸管模块10的第一输入端连接系统电源的A相,晶闸管模块10的第二输入端连接系统电源的B相,晶闸管模块10的第三输入端连接系统电源的C相,晶闸管模块10的第一输出端、第二输出端和第三输出端连接负荷;
上述晶闸管模块10中通常包括多个晶闸管,比如,每一相对应一个晶闸管,即系统电源的A相、B相和C相分别对应一个晶闸管,则晶闸管模块10中包括三个晶闸管;晶闸管模块10具有三个输入端,分别连接系统电源的三相;上述负荷可以是非线性负荷、敏感负荷等,其中,非线性负荷是指具有非线性阻抗特性的用电设备从电力系统吸取的功率。具有非线性阻抗特性的用电设备,其阻抗随外施电压或电流的变化而变化,或者说其阻抗是电压或电流的函数;敏感负荷是指如果电压发生变动或者突然变化将导致其不能正常工作或者功能下降的负荷。上述晶闸管模块10的三个输出端分别连接至负荷;晶闸管模块10的第一控制端可以接收触发脉冲,以控制晶闸管模块10中的每个晶闸管导通。
变换模块11具有第二控制端、第一输出端、第二输出端和第三输出端;变换模块11的第一输出端与晶闸管模块10的第一输出端连接,变换模块11的第二输出端与晶闸管模块10的第二输出端连接,变换模块11的第三输出端与晶闸管模块10的第三输出端连接;该变换模块11中通常包括三相全桥逆变电路,可以根据系统电源是否正常,变换工作模式,比如,当系统电源正常时,变换模块11可以工作在电流源模式,当系统电源异常时,变换模块11可以工作在电压源模式。该变换模块11的第二控制端可以接收相应的驱动信号,以控制变换模块11中每个功率管的导通与关断。该变换模块11的三个输出端分别连接晶闸管模块10的三个输出端。
控制模块12用于检测系统电源的工作状态,当工作状态指示系统电源正常时,通过第一控制端向晶闸管模块10提供触发脉冲,以通过晶闸管模块10向负荷供电,并控制变换模块11工作在电流源模式;在并网状态下,系统电源正常时,控制模块12通常会一直向晶闸管模块10提供触发脉冲,使得晶闸管模块10中的每个晶闸管处于导通状态,当晶闸管模块10中的每个晶闸管处于导通状态时,变换模块11工作在电流源模式。而不能工作在电压源模式,因为系统电源通常是电压源,如果变换模块11工作在电压源模式,两者之间并联会形成较大的环流,从而导致变换模块11损坏,因此只能在等待晶闸管模块10中的每个晶闸管彻底关断后,变换模块11才能工作在电压源模式下。
当工作状态指示系统电源异常时,停止通过第一控制端向晶闸管模块10提供触发脉冲,停止变换模块11工作在电流源模式,通过第二控制端向变换模块11发送第一驱动信号,以控制变换模块11中的功率管的导通与关断,并通过变换模块11的第一输出端、第二输出端和第三输出端输出第一变换电压,以关断晶闸管模块10;当系统电源异常时,比如系统电压出现暂降时,控制模块12会停止向晶闸管模块10中的每个晶闸管提供触发脉冲,触发信号仅能触发其导通,不能控制器截止,从而晶闸管会在下一个电流过零点时自然截止,同时可以控制变换模块11的工作模式从电流源模式切换至电压源模式,在该电压源模式下,控制模块12可以通过第二控制端向变换模块11发送第一驱动信号,通过控制变换模块11中的功率管的导通与关断,输出第一变换电压,使晶闸管模块10中,流过每个晶闸管的电流尽快过零,进而使每个晶闸管快速关断。
其中,第一变换电压与功率管在第一驱动信号下的当前开关周期次数、预设电压幅值变化量、电流绝对值差值,以及在当前开关周期,负荷的输入侧的电网电压相关联;电流绝对值差值为:在当前开关周期采样的流过晶闸管模块10的电流的绝对值,与前一开关周期采样的流过晶闸管模块10的电流的绝对值之差。上述当前开关周期次数可以理解为在第一驱动信号下,功率管当前处于第几个开关周期,比如,以功率管为IGBT为例,则开关周期指的是IGBT的开关周期,IGBT的工作频率通常控制在10kHz~20kHz,可以根据该工作频率确定开关周期;上述预设电压幅值变化量可以理解为每个开关周期,电压变化的幅度,具体可以根据实际需求进行设置该电压幅值变化量;上述电流绝对值差值可以用于表示当前开关周期与前一开关周期相比,流过晶闸管模块10的电流的变化方向是变大还是变小。
上述统一电能质量调节器的控制电路,控制电路包括晶闸管模块10、变换模块11和控制模块12,控制模块12用于当检测到系统电源异常时,停止通过第一控制端向晶闸管模块10提供触发脉冲,停止变换模块11工作在电流源模式,通过第二控制端向变换模块11发送第一驱动信号,并通过变换模块11的三个输出端输出第一变换电压,以关断晶闸管模块10;其中,第一变换电压与功率管在第一驱动信号下的当前开关周期次数、预设电压幅值变化量、电流绝对值差值、以及在当前开关周期,负荷的输入侧的电网电压相关联。该电路可以逐步分阶梯关断晶闸管模块10,从而可以避免出现晶闸管模块10的电流变化过快的问题,降低了对电网的冲击。
进一步的,在对晶闸管模块10中的晶闸管强迫关断的过程中,第一变换电压通过以下公式计算得到:
其中,表示第一变换电压;表示在当前开关周期,负荷的输入侧的电网电压;表示预设电压幅值变化量,比如,可以是递增幅值,即每个开关周期电压增加的幅值;表示功率管在第一驱动信号下的当前开关周期次数;表示流过晶闸管模块的电流;表示电流绝对值差值;为符号函数。
进一步的,当≤0时,=1;当>0时,=-1。
可以用于表示每个开关周期的变化方向,当变小时,可以认为电流的变化方向是正确的,可以保持输出电压的变化方向按等差数列变化,即保持输出电压的电压差不变。
进一步的,随着越大,晶闸管模块10的关断速度越快。当M越大时,每个开关周期电压增加的幅值越大,则对晶闸管模块10中每个晶闸管强迫关断的速度越快。
进一步的,如图2所示的一种统一电能质量调节器的控制电路的示意图,变换模块11包括:储能模块、变流器模块和滤波模块;
储能模块具有第一端和第二端;在一种实施例中,该储能模块可以采用电容Csc实现;
变流器模块具有第一输入端、第二输入端、控制端、第一输出端、第二输出端和第三输出端;变流器模块的第一输入端与储能模块的第一端连接;变流器的第二输入端与储能模块的第二端连接;
滤波模块具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端;滤波模块的第一输入端与变流器模块的第一输出端连接,滤波模块的第二输入端与变流器模块的第二输出端连接,滤波模块的第三输入端与变流器模块的第三输出端连接,滤波模块的第一输出端与晶闸管模块10的第一输出端连接,滤波模块的第二输出端与晶闸管模块10的第二输出端连接,滤波模块的第三输出端与晶闸管模块10的第三输出端连接。
在实际实现时,变流器模块的两个输入端分别与储能模块Csc连接,变流模块的三个输出端分别与滤波模块的三个输入端连接,变流器模块的控制端对应上述变换模块11的第二控制端,即可以接收相应的驱动信号,以控制变换模块11中每个功率管的导通与关断。滤波模块的三个输出端分别连接晶闸管模块10的三个输出端,通过该滤波模块可以滤除无用频率的信号,减少纹波。在并网模式下,可以通过滤波模块和变流器模块为储能模块充电,在充电的同时,如果尚有剩余容量,也可利用剩余容量对系统的无功、谐波进行补偿。
进一步的,变流器模块包括:第一电感L d、第一功率管S 1、第二功率管S 2、第一电容C dc和三相全桥逆变电路;
第一电感L d具有第一端和第二端,第一电感L d的第一端连接储能模块的第一端;该第一电感L d的感值可以根据实际需求进行设置。
第一功率管S 1具有第一端、第二端和控制端,第一功率管S 1的第一端连接第一电感L d的第二端;第一功率管S 1的第二端连接储能模块Csc的第二端;第一功率管S 1的控制端用于接收控制模块12输出的第一驱动信号或第二驱动信号;其中,第二驱动信号为系统电源正常时,控制模块12向变换模块11发送的驱动信号;该第一功率管S 1可以采用IGBT等实现;当系统电源正常时,变流器模块工作在电流源模式,第一功率管S 1的控制端可以接收控制模块12发送的第二驱动信号,以根据该第二驱动信号进行导通或关断;当系统电源异常时,变流器模块工作在电压源模式,第一功率管S 1的控制端可以接收控制模块12发送的第一驱动信号,以根据该第一驱动信号进行导通或关断;该第一驱动信号和该第二驱动信号可以采用相同或不同,具体可以根据实际需求选择合适的驱动信号。
第二功率管S 2具有第一端、第二端和控制端,第二功率管S 2的第二端连接第一电感L d的第二端,第二功率管S 2的控制端用于接收控制模块12输出的第一驱动信号或第二驱动信号;该第二功率管S 2可以采用IGBT等实现;当系统电源正常时,变流器模块工作在电流源模式,第二功率管S 2的控制端可以接收控制模块12发送的第二驱动信号,以根据该第二驱动信号进行导通或关断;当系统电源异常时,变流器模块工作在电压源模式,第二功率管S 2的控制端可以接收控制模块12发送的第一驱动信号,以根据该第一驱动信号进行导通或关断。
第一电容C dc具有第一端和第二端,第一电容C dc的第一端连接第二功率管S 2的第一端;第一电容C dc的第二端连接第一功率管S 1的第二端;该第一电容C dc的容值可以根据实际需求进行设置。
三相全桥逆变电路具有第一输入端、第二输入端、控制端、第一输出端、第二输出端和第三输出端,三相全桥逆变电路的第一输入端连接第一电容的第一端;三相全桥逆变电路的第二输入端连接第一电容的第二端;三相全桥逆变电路的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别作为变流器模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端。三相全桥逆变电路的两个输入端分别连接在第一电容C dc的两端,三相全桥逆变电路的三个输出端分别作为变流器模块的三个输出端,与滤波模块的三个输入端分别连接;三相全桥逆变电路中的每个功率管可以采用IGBT等实现,三相全桥逆变电路的控制端可以接收控制模块12输出的第一驱动信号或第二驱动信号,以控制每个功率管的导通或关断。
进一步的,滤波模块为LC滤波电路。在实际实现时,该滤波模块中可以包括三个滤波电感L f1、L f2和L f3,以及三个滤波电容C f1、C f2和C f3,滤波电感L f1的第一端连接三相全桥逆变电路的第一输出端,滤波电感L f1的第二端分别连接滤波电容C f1的第一端和晶闸管模块10的第一输出端,流过滤波电感L f1的电流为i fa;滤波电感L f2的第一端连接三相全桥逆变电路的第二输出端,滤波电感L f2的第二端分别连接滤波电容C f2的第一端和晶闸管模块10的第二输出端,流过滤波电感L f2的电流为i fb;滤波电感L f3的第一端连接三相全桥逆变电路的第三输出端,滤波电感L f3的第二端连接滤波电容C f3的第一端和晶闸管模块10的第三输出端,流过滤波电感L f3的电流为i fc;滤波电容C f1的第二端、滤波电容C f2的第二端和滤波电容C f3的第二端相互连接。
进一步的,如图2所示,晶闸管模块10包括三个晶闸管。在实际实现时,系统电源的A相、B相和C相可以分别对应一个晶闸管,则晶闸管模块10中包括三个晶闸管T1、T2和T3。
该控制电路在初始的几个开关周期时,变流器模块的输出电压与电网电压相差不大,不应对电网造成冲击,这里提到的初始的开关周期的数量通常与预设电压幅值变化量相关,比如,如果将预设电压幅值变化量设成2V,则在前4个周期,与电网电压的压差仅为8V左右,对电网影响较小,在经过这4个开关周期后,电压的变化方向已经确认,之后电压差的幅值单方向递增,能加快电流变化,促使流过晶闸管的电流尽快过零,使得晶闸管尽快截止。该方式是利用电流幅值的变化作为反馈,来确定电压的变化方向,因此,降低了对CT的接线方向的要求,鲁棒性较好。
该系统中,如果晶闸管强制换流速度偏慢,则可适当调整预设电压幅值变化量M值,可以加快晶闸管关断速度。由于利用初始的几个开关周期可以检测输出电压差的有效方向,因此电流方向是否正确对关断结果没有影响。该系统逐步分阶梯实现电流过零,速度较慢,对电网冲击性较小。
本发明提供的一种统一电能质量调节器的控制方法,如图3所示,方法包括如下步骤:
步骤S302,检测系统电源的工作状态;
步骤S304,当工作状态指示系统电源正常时,通过第一控制端向晶闸管模块提供触发脉冲,以通过晶闸管模块向负荷供电,并控制变换模块工作在电流源模式;
步骤S306,当工作状态指示系统电源异常时,停止通过第一控制端向晶闸管模块提供触发脉冲,停止变换模块工作在电流源模式,通过第二控制端向变换模块发送第一驱动信号,以控制变换模块中的功率管的导通与关断,并通过变换模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端输出第一变换电压,以关断晶闸管模块;其中,第一变换电压与功率管在第一驱动信号下的当前开关周期次数、预设电压幅值变化量、电流绝对值差值,以及在当前开关周期,负荷的输入侧的电网电压相关联;电流绝对值差值为:在当前开关周期采样的流过晶闸管模块的电流的绝对值,与前一开关周期采样的流过晶闸管模块的电流的绝对值之差。
本发明提供的一种统一电能质量调节器的控制系统,如图4所示,包括系统电源、负荷,以及上述任一项的统一电能质量调节器的控制电路。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种统一电能质量调节器的控制电路,其特征在于,所述电路包括:
晶闸管模块,具有第一控制端、第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端、第三输出端;所述晶闸管模块的第一输入端连接系统电源的A相,所述晶闸管模块的第二输入端连接系统电源的B相,晶闸管模块的第三输入端连接系统电源的C相,所述晶闸管模块的所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端连接负荷;
变换模块,具有第二控制端、第一输出端、第二输出端和第三输出端;所述变换模块的第一输出端与所述晶闸管模块的第一输出端连接,所述变换模块的第二输出端与所述晶闸管模块的第二输出端连接,所述变换模块的第三输出端与所述晶闸管模块的第三输出端连接;
控制模块,用于检测所述系统电源的工作状态,当所述工作状态指示所述系统电源正常时,通过所述第一控制端向所述晶闸管模块提供触发脉冲,以通过所述晶闸管模块向所述负荷供电,并控制所述变换模块工作在电流源模式;当所述工作状态指示所述系统电源异常时,停止通过所述第一控制端向所述晶闸管模块提供触发脉冲,停止所述变换模块工作在所述电流源模式,通过所述第二控制端向所述变换模块发送第一驱动信号,以控制所述变换模块中的功率管的导通与关断,并通过所述变换模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端输出第一变换电压,以关断所述晶闸管模块;
其中,所述第一变换电压与所述功率管在所述第一驱动信号下的当前开关周期次数、预设电压幅值变化量、电流绝对值差值,以及在当前开关周期,所述负荷的输入侧的电网电压相关联;所述电流绝对值差值为:在当前开关周期采样的流过所述晶闸管模块的电流的绝对值,与前一开关周期采样的流过所述晶闸管模块的电流的绝对值之差;
所述第一变换电压通过以下公式计算得到:
其中,表示所述第一变换电压;表示在当前开关周期,所述负荷的输入侧的电网电压;表示预设电压幅值变化量;表示所述功率管在所述第一驱动信号下的当前开关周期次数;表示流过所述晶闸管模块的电流;表示电流绝对值差值;为符号函数;
≤0时,=1;
>0时,=-1。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,
随着越大,所述晶闸管模块的关断速度越快。
3.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述变换模块包括:
储能模块,具有第一端和第二端;
变流器模块,具有第一输入端、第二输入端、控制端、第一输出端、第二输出端和第三输出端;所述变流器模块的第一输入端与所述储能模块的第一端连接;所述变流器的第二输入端与所述储能模块的第二端连接;
滤波模块,具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端;所述滤波模块的第一输入端与所述变流器模块的第一输出端连接,所述滤波模块的第二输入端与所述变流器模块的第二输出端连接,所述滤波模块的第三输入端与所述变流器模块的第三输出端连接,所述滤波模块的第一输出端与所述晶闸管模块的第一输出端连接,所述滤波模块的第二输出端与所述晶闸管模块的第二输出端连接,所述滤波模块的第三输出端与所述晶闸管模块的第三输出端连接。
4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述变流器模块包括:
第一电感,具有第一端和第二端,所述第一电感的第一端连接所述储能模块的第一端;
第一功率管,具有第一端、第二端和控制端,所述第一功率管的第一端连接所述第一电感的第二端;所述第一功率管的第二端连接所述储能模块的第二端;所述第一功率管的控制端用于接收所述控制模块输出的所述第一驱动信号或第二驱动信号;其中,所述第二驱动信号为所述系统电源正常时,所述控制模块向所述变换模块发送的驱动信号;
第二功率管,具有第一端、第二端和控制端,所述第二功率管的第二端连接所述第一电感的第二端,所述第二功率管的控制端用于接收所述控制模块输出的所述第一驱动信号或第二驱动信号;
第一电容,具有第一端和第二端,所述第一电容的第一端连接所述第二功率管的第一端;所述第一电容的第二端连接所述第一功率管的第二端;
三相全桥逆变电路,具有第一输入端、第二输入端、控制端、第一输出端、第二输出端和第三输出端,所述三相全桥逆变电路的第一输入端连接所述第一电容的第一端;所述三相全桥逆变电路的第二输入端连接所述第一电容的第二端;所述三相全桥逆变电路的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别作为所述变流器模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端。
5.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述滤波模块为LC滤波电路。
6.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述晶闸管模块包括三个晶闸管。
7.一种统一电能质量调节器的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
检测系统电源的工作状态;
当所述工作状态指示所述系统电源正常时,通过第一控制端向晶闸管模块提供触发脉冲,以通过所述晶闸管模块向负荷供电,并控制变换模块工作在电流源模式;
当所述工作状态指示所述系统电源异常时,停止通过所述第一控制端向所述晶闸管模块提供触发脉冲,停止所述变换模块工作在所述电流源模式,通过第二控制端向所述变换模块发送第一驱动信号,以控制所述变换模块中的功率管的导通与关断,并通过所述变换模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端输出第一变换电压,以关断所述晶闸管模块;
其中,所述第一变换电压与所述功率管在所述第一驱动信号下的当前开关周期次数、预设电压幅值变化量、电流绝对值差值,以及在当前开关周期,所述负荷的输入侧的电网电压相关联;所述电流绝对值差值为:在当前开关周期采样的流过所述晶闸管模块的电流的绝对值,与前一开关周期采样的流过所述晶闸管模块的电流的绝对值之差;
所述第一变换电压通过以下公式计算得到:
其中,表示所述第一变换电压;表示在当前开关周期,所述负荷的输入侧的电网电压;表示预设电压幅值变化量;表示所述功率管在所述第一驱动信号下的当前开关周期次数;表示流过所述晶闸管模块的电流;表示电流绝对值差值;为符号函数;
≤0时,=1;
>0时,=-1。
8.一种统一电能质量调节器的控制系统,其特征在于,包括系统电源、负荷,以及权利要求1-6任一项所述的统一电能质量调节器的控制电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02266839A (ja) * 1989-04-03 1990-10-31 Nissin Electric Co Ltd 瞬時電圧低下補償装置
CN107196630A (zh) * 2017-05-16 2017-09-22 深圳市盛弘电气股份有限公司 一种强制关断晶闸管的系统以及方法

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