CN113890072B - 一种先进分布式模块化无线并联动态电压恢复器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种先进分布式模块化无线并联动态电压恢复器，其可实现冗余设计，保证系统可靠稳定运行；其包括可控硅单元、直流储能单元、DC/AC双向变换器单元，其中，可控硅单元，连接于电网与负载之间，用于控制电网与负载的通断；直流储能单元，与DC/AC双向变换器单元相连接，用于实现直流储能；DC/AC双向变换器单元，连接于可控硅单元与负载之间，用于直流升压及交流逆变或交流整流及直流降压，DC/AC双向变换器单元包括若干变流模块，变流模块之间并联连接，且并联连接点作为输入端与直流储能单元、可控硅单元的输出端均相连接，每组变流模块内均集成有DSP控制单元，用以向可控硅单元发送控制信号而驱动可控硅单元工作。
Description
技术领域
本发明涉及电能质量治理技术领域，具体为一种先进分布式模块化无线并联动态电压恢复器。
背景技术
动态电压恢复器应用在对电网电压要求较高的场合，例如半导体行业，生产设备对电网电压比较敏感，超过10毫秒的电网电压异常就可能导致千万元级的损失，动态电压恢复器DVR就是专门解决此问题而生的，相比传统UPS方案，动态电压恢复器效率高能耗少、不需要维护、占地空间少、不需要额外的散热系统，使得很多行业都在大规模应用。
目前市场上已有的动态电压恢复器主流方案，如图1所示，其包括可控硅单元、直流储能单元、DC/AC双向变换器单元、中央控制单元，所述DC/AC双向变换器单元包括若干变流模块，其工作原理是：当电网正常时，可控硅单元导通，电网通过可控硅单元给负载供电，当电网异常时，可控硅单元断开，由动态电压恢复器的直流储能单元，通过DC/AC双向变换器单元输出交流逆变电压，给负载断电，直至当电网恢复正常时，DC/AC双向变换器单元停止输出交流逆变电压，可控硅单元导通，可继续由电网给负载供电，这整个过程可保证负载连续供电不发生停电故障；但也存在以下缺点：目前的产品技术都是通过中央控制单元统一控制DC/AC双向变换器单元中的各个变流模块，中央控制单元没有冗余设计，那么一旦其发生故障，整个系统将瘫痪，从而会导致动态电压恢复器不能工作，系统可靠性很低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种先进分布式模块化无线并联动态电压恢复器，其可实现冗余设计，保证系统可靠稳定运行。
其技术方案是这样的：一种先进分布式模块化无线并联动态电压恢复器，设置在电网与负载之间；所述动态电压恢复器包括可控硅单元、直流储能单元、DC/AC双向变换器单元，其中，所述可控硅单元，连接于所述电网与所述负载之间，用于控制所述电网与所述负载的通断；
所述直流储能单元，与所述DC/AC双向变换器单元相连接，用于实现直流储能；
所述DC/AC双向变换器单元，连接于所述可控硅单元与所述负载之间，用于直流升压及交流逆变或交流整流及直流降压，所述DC/AC双向变换器单元包括若干变流模块，其特征在于：所述变流模块之间并联连接，且并联连接点作为输入端与所述直流储能单元、可控硅单元的输出端均相连接，每组所述变流模块内均集成有DSP控制单元，用以向所述可控硅单元发送控制信号而驱动所述可控硅单元工作。
进一步特征在于：
每组所述变流模块均包括电容C11～C15、电感L1、L2、L3、开关管T1～T12，所述DSP控制单元包括DSP处理器；所述开关管T1～T12的门极均连接于所述DSP处理器，所述电容C11的一端与所述开关管T7、T8、T9的集电极端均相连接，且该连接点作为接于所述直流储能单元的并机点X；所述电容C12的一端与所述开关管T10、T11、T12的发射极端均相连接，且该连接点作为接于所述直流储能单元的并机点Y；所述电容C11、C12的另一端相连后，与所述开关管T1、T3、T5的发射极端、电容C13、C14、C15的一端均相连接；所述开关管T1的集电极连接所述开关管T2的集电极，所述开关管T3的集电极连接所述开关管T4的集电极，所述开关管T5的集电极连接所述开关管T6的集电极；所述开关管T2的发射极与所述开关管T7的发射极、开关管T10的集电极、电感L1的一端均相连接，所述开关管T4的发射极与所述开关管T8的发射极、开关管T11的集电极、电感L2的一端均相连接，所述开关管T6的发射极与所述开关管T9的发射极、开关管T12的集电极、电感L3的一端均相连接；所述电感L1的另一端与所述电容C13的另一端相连接，且该连接点作为连接于所述可控硅单元与所述负载之间的并机点A1；所述电感L2的另一端与所述电容C14的另一端相连接，且该连接点作为连接于所述可控硅单元与所述负载之间的并机点B1；所述电感L3的另一端与所述电容C15的另一端相连接，且该连接点作为连接于所述可控硅单元与所述负载之间的并机点C1；所述DSP处理器的驱动输出端作为接于所述可控硅单元的并机点Z；
多组所述变流模块之间通过并机点X、Y、Z、A1、B1、C1相并联连接。
本发明的有益效果是，DC/AC双向变换器单元中由若干组变流模块并联构成，每组变流模块内均集成有DSP控制单元，则当其中一个模块发生故障时，并不会影响其他模块正常工作，保证了整个系统正常工作，从而实现了自动冗余设计，分布式控制的目的，可保证系统可靠稳定运行。
附图说明
图1是现有动态电压恢复器的结构框图；
图2是本发明的结构框图；
图3是本发明中变流模块的电路原理图。
具体实施方式
如图2、图3所示，本发明一种先进分布式模块化无线并联动态电压恢复器，设置在电网与负载之间；动态电压恢复器包括可控硅单元、直流储能单元、DC/AC双向变换器单元；
其中，可控硅单元，连接于电网与负载之间，用于控制电网与负载的通断；
直流储能单元，与DC/AC双向变换器单元相连接，用于实现直流储能；
DC/AC双向变换器单元，连接于可控硅单元与负载之间，用于直流升压及交流逆变或交流整流及直流降压；
DC/AC双向变换器单元包括若干变流模块，以用于交直流双向交换；变流模块之间并联连接，功率越大并联的变流模块越多，可根据实际情况设置并联的变流模块的数量，且并联连接点作为输入端与直流储能单元、可控硅单元的输出端均相连接，每组变流模块内均集成有DSP控制单元，用以向可控硅单元发送控制信号，快速驱动可控硅单元工作。
每组变流模块均包括电容C11～C15、电感L1、L2、L3、开关管T1～T12，DSP控制单元包括DSP处理器；开关管T1～T12的门极均连接于DSP处理器，电容C11的一端与开关管T7、T8、T9的集电极端均相连接，且该连接点作为接于直流储能单元的并机点X；电容C12的一端与开关管T10、T11、T12的发射极端均相连接，且该连接点作为接于直流储能单元的并机点Y；电容C11、C12的另一端相连后，与开关管T1、T3、T5的发射极端、电容C13、C14、C15的一端均相连接；开关管T1的集电极连接开关管T2的集电极，开关管T3的集电极连接开关管T4的集电极，开关管T5的集电极连接开关管T6的集电极；开关管T2的发射极与开关管T7的发射极、开关管T10的集电极、电感L1的一端均相连接，开关管T4的发射极与开关管T8的发射极、开关管T11的集电极、电感L2的一端均相连接，开关管T6的发射极与开关管T9的发射极、开关管T12的集电极、电感L3的一端均相连接；电感L1的另一端与电容C13的另一端相连接，且该连接点作为连接于可控硅单元与负载之间的并机点A1；电感L2的另一端与电容C14的另一端相连接，且该连接点作为连接于可控硅单元与负载之间的并机点B1；电感L3的另一端与电容C15的另一端相连接，且该连接点作为连接于可控硅单元与负载之间的并机点C1；DSP处理器的驱动输出端作为接于可控硅单元的并机点Z。
相比于既有的传统动态电压恢复器中采用的集中主从式控制方案，传统技术中整个系统只有一个控制单元作为主机，其他变流模块作为从机只负责执行任务，一旦控制单元故障，整个系统瘫痪不能工作，这背离了动态电压恢复器天然要具备高可靠性的要求，可靠性低则不如不用动态电压恢复器，因为本来负责解决电压闪变的问题，结果会带来了更大的停电问题。而在本发明中，采用了变流模块控制技术，通过分布式并联技术，可实现无通讯线并联控制，变流器系统也可实现自主自动均流，也就是说当其中一个变流模块发生故障时，并不会影响其他变流模块正常工作，保证了整个系统正常工作，从而实现了自动冗余设计，分布式控制的目的，可保证系统可靠稳定运行。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种先进分布式模块化无线并联动态电压恢复器，设置在电网与负载之间；所述动态电压恢复器包括可控硅单元、直流储能单元、DC/AC双向变换器单元，其中，所述可控硅单元，连接于所述电网与所述负载之间，用于控制所述电网与所述负载的通断；
所述直流储能单元，与所述DC/AC双向变换器单元相连接，用于实现直流储能；
所述DC/AC双向变换器单元，连接于所述可控硅单元与所述负载之间，用于直流升压及交流逆变或交流整流及直流降压，所述DC/AC双向变换器单元包括若干变流模块，其特征在于：所述变流模块之间并联连接，且并联连接点作为输入端与所述直流储能单元、可控硅单元的输出端均相连接，每组所述变流模块内均集成有DSP控制单元，用以向所述可控硅单元发送控制信号而驱动所述可控硅单元工作；每组所述变流模块均包括电容C11～C15、电感L1、L2、L3、开关管T1～T12，所述DSP控制单元包括DSP处理器；所述开关管T1～T12的门极均连接于所述DSP处理器，所述电容C11的一端与所述开关管T7、T8、T9的集电极端均相连接，且该连接点作为接于所述直流储能单元的并机点X；所述电容C12的一端与所述开关管T10、T11、T12的发射极端均相连接，且该连接点作为接于所述直流储能单元的并机点Y；所述电容C11、C12的另一端相连后，与所述开关管T1、T3、T5的发射极端、电容C13、C14、C15的一端均相连接；所述开关管T1的集电极连接所述开关管T2的集电极，所述开关管T3的集电极连接所述开关管T4的集电极，所述开关管T5的集电极连接所述开关管T6的集电极；所述开关管T2的发射极与所述开关管T7的发射极、开关管T10的集电极、电感L1的一端均相连接，所述开关管T4的发射极与所述开关管T8的发射极、开关管T11的集电极、电感L2的一端均相连接，所述开关管T6的发射极与所述开关管T9的发射极、开关管T12的集电极、电感L3的一端均相连接；所述电感L1的另一端与所述电容C13的另一端相连接，且该连接点作为连接于所述可控硅单元与所述负载之间的并机点A1；所述电感L2的另一端与所述电容C14的另一端相连接，且该连接点作为连接于所述可控硅单元与所述负载之间的并机点B1；所述电感L3的另一端与所述电容C15的另一端相连接，且该连接点作为连接于所述可控硅单元与所述负载之间的并机点C1；所述DSP处理器的驱动输出端作为接于所述可控硅单元的并机点Z；多组所述变流模块之间通过并机点X、Y、Z、A1、B1、C1相并联连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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