不间断电源及使用方法技术

不间断电源（UPS）（120；200）包含串联耦合的线路端子（202）、负载端子（204）和双变换电路（216），并且还包含旁路电路（218）和同步电路（220）。线路端子与双馈感应发电机（DFIG）（170）耦合。负载端子与具有所需求功率的负载（130）耦合。双变换电路将来自线路端子的电网功率调节到负载端子处的所需求功率。旁路电路耦合在线路端子与负载端子之间，并且配置成在电网功率丢失时，将由DFIG生成的所调节功率输送至负载端子。同步电路耦合在双变换电路与DFIG之间，并且在电网功率丢失时，同步电路通过双变换电路将电流注入并且注入到DFIG中，从而使由DFIG生成的所调节功率与所需求功率同步。

【技术实现步骤摘要】
技术背景本公开的领域一般涉及配电系统，并且更具体地涉及不间断电源及其使用方法。由本地公用事业的电网为许多已知的配电系统服务。这些分配系统在根据其电气负载来描述时，将功率输送至视为临界（critical）的组件和视为非临界的其他组件。非临界负载通常能够处理几秒种或更久的短暂的功率间断，然而，临界负载不能够处理短暂的功率间断。如果来自电网的功率丢失，则许多已知的配电系统利用备用能量源来确保维持对至少临界负载的服务。备用能量源包含例如但不限于发电机、能量储存装置以及例如诸如风系统、水电系统和太阳能系统的可再生源。备用能量源通过自动的或手动的转换开关而与负载连接。在正常操作期间，在电网功率下，转换开关通常使备用能量源与负载隔离。在电网功率丢失时，转换开关将备用能量源与负载连接。自动转换开关自动地促进该连接和断开。许多已知的配电系统还利用不间断电源（UPS）来确保至临界负载的功率没有丢失。当在电网功率、备用功率下时，并且当在电网功率与备用功率之间转变时，UPS系统促进对临界负载的持续服务。在将例如发电机用作备用功率源的配电系统中，UPS对输送至临界负载的功率进行调节。这种发电机通常具有UPS容量两倍或三倍的容量以补偿由发电机生成的功率中的不规则变化，由发电机生成的功率中的不规则变化可例如但不限于在负载改变时发生。因此，在所生成功率的变换期间，在UPS内招致变换损失，并且发电机本身通常具有分配不当的容量。在发电机的启动期间，还招致附加的损失。
技术实现思路
在一个方面中，不间断电源（UPS）包含串联耦合的线路端子、负载端子和双变换电路，并且还包含旁路电路和同步（synchronize）电路。线路端子与双馈感应发电机（DFIG）耦合。负载端子与具有所需求功率的负载耦合。双变换电路将来自线路端子的电网功率调节到负载端子处的所需求功率。旁路电路耦合在线路端子与负载端子之间，并且配置成在电网功率丢失时，将由DFIG生成的所调节功率输送至负载端子。同步电路耦合在双变换电路与DFIG之间，并且在电网功率丢失时，同步电路通过双变换电路来将电流注入并且注入到DFIG中，使由DFIG生成的所调节功率与所需求功率同步。在另一方面中，操作配电系统的方法包含检测线路端子上的电网功率的丢失。本方法还包含使双变换电路从线路端子断开。本方法还包含启动双馈感应发电机（DFIG），生成所调节功率。本方法还包含将所调节功率输送至负载，旁路双变换电路。本方法还包含将所调节功率通过双变换电路反馈至DFIG，使所调节功率与负载的期望的频率、相位和幅度同步。在又一方面中，配电系统包含双馈感应发电机（DFIG）、自动转换开关和不间断电源（UPS）。DFIG包含转子和定子。DFIG配置成在定子处生成所调节功率。自动转换开关配置成在检测到电网功率的丢失时从电网去耦并且与定子耦合。UPS配置成通过自动转换开关而从DFIG接收所调节功率。UPS进一步配置成将所调节功率的第一部分输送至负载。UPS进一步配置成将所调节功率的第二部分输送至转子，以使所调节功率与负载的期望的频率、相位和幅度同步。本专利技术提供一组技术方案如下：1．一种不间断电源（UPS）（120；200），包括：线路端子（202），配置成与双馈感应发电机（DFIG）（170）和电网（110）耦合，所述电网配置成将电网功率传输至所述线路端子，所述DFIG配置成生成所调节功率；负载端子（204），配置成与具有所需求功率的负载（130）耦合；双变换电路（216），配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述双变换电路还配置成对从所述线路端子至所述负载端子的电网功率传输进行调节；旁路电路（218），配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述旁路电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将所述所调节功率输送至所述负载端子；以及同步电路（220），配置成与所述双变换电路和所述DFIG耦合，所述同步电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将电流从所述双变换电路注入到所述DFIG中，所述电流配置成使由所述DFIG生成的所述所调节功率与所述所需求功率同步。2．如技术方案1所述的UPS（120；200），其中，所述双变换电路（216）包括：交流到直流（AC/DC）变换器（208）；以及直流到交流（DC/AC）变换器（210），与所述AC/DC变换器串联耦合。3．如技术方案2所述的UPS（120；200），还包括与所述双变换电路（216）耦合的电池（212），所述电池配置成当在所述电网功率与所述所调节功率之间转变时，将所述所需求功率提供给所述负载端子（204）。4．如技术方案3所述的UPS（120；200），其中，所述电池（212）还配置成供应注入到所述DFIG（170）中的所述电流，所述电流传输通过所述AC/DC变换器（208）和所述同步电路（220）。5．如技术方案4所述的UPS（120；200），还包括定位在所述线路端子（202）与所述双变换电路（216）之间的第一开关（K4），所述第一开关配置成在所述电网功率存在时闭合，并且在所述电网功率不存在时断开。6．如技术方案5所述的UPS（120；200），其中，所述旁路电路（218）包括所述线路端子（202）与所述负载端子（204）之间的第二开关（K6），所述第二开关配置成在所述电网功率存在时断开。7．如技术方案6所述的UPS（120；200），其中，所述第二开关（K6）还配置成：在所述电池（212）将所述所需求功率提供给所述负载端子（204）时断开；并且闭合以将由所述DFIG（170）生成的所述所调节功率输送至所述负载端子。8．如技术方案7所述的UPS（120；200），其中，所述第二开关（K6）还配置成在所述电池（212）提供所述所需求功率时闭合，所述电池配置成将起动功率通过所述第二开关来提供给所述DFIG（170）。9．一种配电系统（100），包括：双馈感应发电机（DFIG）（170），包括转子（190）和定子（180），所述DFIG配置成在所述定子处生成所调节功率；自动转换开关（160），配置成在检测到电网功率的丢失时从电网（110）去耦并且与所述定子耦合；以及不间断电源（UPS）（120；200），配置成：通过所述自动转换开关来从所述DFIG接收所调节功率；将所述所调节功率的第一部分输送至负载（130）；并且将所述所调节功率的第二部分输送至所述转子以使所述所调节功率与所述负载的期望的频率、相位和幅度同步。10．如技术方案9所述的配电系统（100），其中，所述UPS（120；200）包括：双变换电路（216），配置成：将所述电网功率调节并且输送至所述负载（130）；并且，将由所述定子（180）生成的所述所调节功率调节并且输送至所述转子（190）；以及电池（212），与所述双变换电路耦合，所述双变换电路还配置成将直流（DC）充电功率输送至所述电池。11．如技术方案10所述的配电系统（100），其中，所述UPS（120；200）还包括与所述双变换电路（216）并联耦合的旁路电路（218），所述旁路电路配置成：在所述电网功率存在时断开；并且在从所述DFIG（170）接收到所述所调节功率时闭合。12．如技术方案11所述的配电系统（100），其中，所述电池（212）本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断电源（UPS）（120；200），包括：线路端子（202），配置成与双馈感应发电机（DFIG）（170）和电网（110）耦合，所述电网配置成将电网功率传输至所述线路端子，所述DFIG配置成生成所调节功率；负载端子（204），配置成与具有所需求功率的负载（130）耦合；双变换电路（216），配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述双变换电路还配置成对从所述线路端子至所述负载端子的电网功率传输进行调节；旁路电路（218），配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述旁路电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将所述所调节功率输送至所述负载端子；以及同步电路（220），配置成与所述双变换电路和所述DFIG耦合，所述同步电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将电流从所述双变换电路注入到所述DFIG中，所述电流配置成使由所述DFIG生成的所述所调节功率与所述所需求功率同步。

【技术特征摘要】
2015.06.05 US 14/7322151.一种不间断电源（UPS）（120；200），包括：线路端子（202），配置成与双馈感应发电机（DFIG）（170）和电网（110）耦合，所述电网配置成将电网功率传输至所述线路端子，所述DFIG配置成生成所调节功率；负载端子（204），配置成与具有所需求功率的负载（130）耦合；双变换电路（216），配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述双变换电路还配置成对从所述线路端子至所述负载端子的电网功率传输进行调节；旁路电路（218），配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述旁路电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将所述所调节功率输送至所述负载端子；以及同步电路（220），配置成与所述双变换电路和所述DFIG耦合，所述同步电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将电流从所述双变换电路注入到所述DFIG中，所述电流配置成使由所述DFIG生成的所述所调节功率与所述所需求功率同步。2. 如权利要求1所述的UPS（120；200），其中，所述双变换电路（216）包括：交流到直流（AC/DC）变换器（208）；以及直流到交流（DC/AC）变换器（210），与所述AC/DC变换器串联耦合。3.如权利要求2所述的UPS（120；200），还包括与所述双变换电路（216）耦合的电池（212），所述电池配置成当在所述电网功率与所述所调节功率之间转变时，将所述所需求功率提供给所述负载端子（204）。4.如权利要求3所述的UPS（120；200），其中，所述电池（212）还配置成供应注入到所述DFIG（170）中的所述电流，所述电流传输通过所述AC/DC变换器（208）和所述同步电路（220）。5.如权利要求4所述的UPS（120；200），还包括定位在所述线路端子（202）与所述双...

【专利技术属性】
技术研发人员：AK蒂瓦里，YY科尔哈卡，S科隆比，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US