不间断电源系统及其输出电压谐波抑制电路技术方案

一种输出电压谐波抑制电路，包括：总谐波电压分量提取电路，用于实时提取输出电压中的总谐波电压分量信号；以及预设次谐波电压抑制电路，包括谐波电压分量提取模块；增益控制模块，用于确定实时的增益放大系数；增益放大模块；和信号转换模块；输出电压谐波抑制电路还包括求和电路，用于将预设次谐波电压抑制电路输出的预设次谐波电压补偿指令进行求和形成总的谐波电压补偿指令信号后输出给不间断电源系统的控制电路。通过上述输出电压谐波抑制电路可以快速将输出电压中的预设次谐波电压分量抑制在预设次谐波电压目标失真度内，满足不间断电源系统对负载高电能质量供电的需求。

【技术实现步骤摘要】
不间断电源系统及其输出电压谐波抑制电路
本专利技术涉及电源
，特别是涉及一种不间断电源系统及其输出电压谐波抑制电路。
技术介绍
随着近年来数据中心电源负荷的快速增长，能效指标要求越来越高，因此对不间断电源系统输出的电能质量的要求也越来越高。传统的不间断电源系统在对数据中心负载供电时，其输出电压的谐波分量较大，从而导致其输出电能质量不能满足高质量供电需求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够向负载进行高电能质量供电的不间断电源系统及其输出电压谐波抑制电路。一种输出电压谐波抑制电路，用于对不间断电源系统输出电压中的电压谐波分量进行抑制；包括：总谐波电压分量提取电路，用于实时提取所述输出电压中的总谐波电压分量信号；以及预设次谐波电压抑制电路，包括谐波电压分量提取模块，用于实时提取所述总谐波电压分量信号中的预设次谐波电压分量信号；增益控制模块，与所述谐波电压分量提取模块连接，用于根据预设次谐波电压目标失真度、所述预设次谐波电压分量信号和所述输出电压确定实时的增益放大系数；增益放大模块，分别与所述谐波电压分量提取模块和所述增益控制模块连接；所述增益放大模块用于利用所述增益放大系数对所述预设次谐波电压分量信号进行增益放大处理；和信号转换模块，与所述增益放大模块连接，用于将所述增益放大模块输出的预设次谐波电压分量信号转换为预设次谐波电压补偿指令信号；所述输出电压谐波抑制电路还包括求和电路；所述求和电路与所述信号转换模块的输出端连接，用于将所述信号转换模块输出的预设次谐波电压补偿指令进行求和形成总的谐波电压补偿指令信号后输出给所述不间断电源系统的控制电路。上述输出电压谐波抑制电路，预设次谐波电压抑制电路会根据不间断电源系统输出电压中的预设次谐波电压分量的变化实时生成对应的预设次谐波电压补偿指令信号，并经过求和电路的求和后即可生成总的谐波电压补偿指令信号给不间断电源系统的控制电路。控制电路可以根据该总的谐波电压补偿指令信号对不间断电源系统的输出电压中的预设次谐波电压分量进行实时补偿，从而快速将输出电压中的预设次谐波电压分量抑制在预设次谐波电压目标失真度内，满足不间断电源系统对负载高电能质量供电的需求。在其中一个实施例中，所述总谐波电压分量提取电路包括：第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块，用于将所述不间断电源系统输出的三相电压转换为包含所有谐波电压分量的q轴电压和d轴电压；高通滤波器，与所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块连接，用于将所述q轴电压和所述d轴电压中的直流分量滤除以得到q轴总谐波电压分量信号和d轴总谐波电压分量信号；以及第一两相旋转坐标系到三相静止坐标系转换模块，与所述高通滤波器连接，用于将所述q轴总谐波电压分量信号和所述d轴总谐波电压分量信号转换为三相总谐波电压分量信号。在其中一个实施例中，所述预设次谐波电压抑制电路包括5次谐波电压抑制电路和7次谐波电压抑制电路；所述5次谐波电压抑制电路和所述7次谐波电压抑制电路并联于所述总谐波电压分量提取电路和所述求和电路之间。在其中一个实施例中，所述谐波电压分量提取模块包括：第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块，用于将所述总谐波电压分量提取电路输出的三相总谐波电压分量信号中的预设次谐波电压分量变换为直流量并将其他次谐波电压分量变换为交流量后形成q轴电压和d轴电压；第一低通滤波器，用于滤除所述第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块输出的q轴电压和d轴电压中的交流量生成只含有直流量的q轴电压和d轴电压；以及第二两相旋转坐标系到三相静止坐标系转换模块，与所述第一低通滤波器连接，用于将所述只含有直流量的q轴电压和d轴电压转换为三相预设次谐波电压分量信号。在其中一个实施例中，所述增益控制模块包括：输出电压谐波分量求取单元，与所述谐波电压分量提取模块的输出端连接，用于根据所述谐波电压分量提取模块输出的预设次谐波电压分量信号求取预设次谐波电压分量有效值；输出电压基波分量求取单元，用于与不间断电源系统的输出端连接，以根据所述不间断电源系统的输出电压求取输出电压基波分量有效值；除法器，分别与所述输出电压谐波分量求取单元和所述输出电压基波分量求取单元连接，用于将所述预设次谐波电压分量有效值与所述输出电压基波分量有效值相比得到预设次谐波电压失真度的反馈值；加法器，所述加法器的一个输入端与所述除法器连接，用于接收所述反馈值；所述加法器的另一输入端用于接收所述预设次谐波电压目标失真度作为参考值；所述加法器用于将所述反馈值和所述参考值做差形成误差信号；以及控制器，用于对所述误差信号进行闭环控制后生成所述增益放大系数。在其中一个实施例中，所述控制器为PI控制器。在其中一个实施例中，所述增益控制模块还包括限幅单元；所述限幅单元连接于所述控制器和所述增益放大模块之间；所述限幅单元用于将所述控制器的输出值限制在预设范围内。在其中一个实施例中，所述输出电压谐波分量求取单元包括：第一计算器，与所述谐波电压分量提取模块连接；所述第一计算器用于求取所述预设次谐波电压分量信号中的各相信号的平方和；第二低通滤波器，与所述第一计算器的输出端连接，用于对所述预设次谐波电压分量信号中的各相信号的平方和进行滤波处理得到预设次谐波电压分量信号中的各相信号的平方和的直流分量；以及第二计算器，与所述第二低通滤波器连接，用于对所述第二低通滤波器输出的直流分量进行开平方运算获取所述预设次谐波电压分量有效值。在其中一个实施例中，所述输出电压基波分量求取单元包括：第三计算器，用于求取所述不间断电源系统输出电压基波分量中的各相电压信号的平方和；第三低通滤波器，与所述第三计算器的输出端连接，用于对所述输出电压基波分量中的各相电压信号的平方和进行滤波处理得到输出电压基波分量中的各相电压信号的平方和的直流分量；以及第四计算器，与所述第三低通滤波器连接，用于对所述第三低通滤波器输出的直流分量进行开平方运算获取所述输出电压基波分量有效值。一种不间断电源系统，包括变流器和控制电路；所述控制电路与所述变流器连接，用于对所述变流器的工作进行控制，还包括如前述任一实施例所述的输出电压谐波抑制电路；所述总谐波电压分量提取电路与所述变流器的输出端连接；所述求和电路的输出端与所述控制电路连接。附图说明图1为一实施例中的输出电压谐波抑制电路的电路框图；图2为图1中的预设次谐波电压抑制电路的电路框图；图3为一实施例中的输出电压谐波抑制电路的电路原理框图；图4为一实施例中的增益控制模块的电路原理框图；图5为一实施例中的不间断电源系统的电路框图；图6为不间断电源系统未进行谐波电压补偿前的A相输出电压波形图；图7为图6中的输出电压频谱图；图8为不间断电源系统进行谐波电压补偿后的A相输出电压波形图；图9为图8中的输出电压频谱图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。参见图1，该输出电压谐波抑制电路用于对不间断电源系统输出电压中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出电压谐波抑制电路，用于对不间断电源系统输出电压中的电压谐波分量进行抑制；其特征在于，包括：总谐波电压分量提取电路，用于实时提取所述输出电压中的总谐波电压分量信号；以及预设次谐波电压抑制电路，包括谐波电压分量提取模块，用于实时提取所述总谐波电压分量信号中的预设次谐波电压分量信号；增益控制模块，与所述谐波电压分量提取模块连接，用于根据预设次谐波电压目标失真度、所述预设次谐波电压分量信号和所述输出电压确定实时的增益放大系数；增益放大模块，分别与所述谐波电压分量提取模块和所述增益控制模块连接；所述增益放大模块用于利用所述增益放大系数对所述预设次谐波电压分量信号进行增益放大处理；和信号转换模块，与所述增益放大模块连接，用于将所述增益放大模块输出的预设次谐波电压分量信号转换为预设次谐波电压补偿指令信号；所述输出电压谐波抑制电路还包括求和电路；所述求和电路与所述信号转换模块的输出端连接，用于将所述信号转换模块输出的预设次谐波电压补偿指令进行求和形成总的谐波电压补偿指令信号后输出给所述不间断电源系统的控制电路。

【技术特征摘要】
1.一种输出电压谐波抑制电路，用于对不间断电源系统输出电压中的电压谐波分量进行抑制；其特征在于，包括：总谐波电压分量提取电路，用于实时提取所述输出电压中的总谐波电压分量信号；以及预设次谐波电压抑制电路，包括谐波电压分量提取模块，用于实时提取所述总谐波电压分量信号中的预设次谐波电压分量信号；增益控制模块，与所述谐波电压分量提取模块连接，用于根据预设次谐波电压目标失真度、所述预设次谐波电压分量信号和所述输出电压确定实时的增益放大系数；增益放大模块，分别与所述谐波电压分量提取模块和所述增益控制模块连接；所述增益放大模块用于利用所述增益放大系数对所述预设次谐波电压分量信号进行增益放大处理；和信号转换模块，与所述增益放大模块连接，用于将所述增益放大模块输出的预设次谐波电压分量信号转换为预设次谐波电压补偿指令信号；所述输出电压谐波抑制电路还包括求和电路；所述求和电路与所述信号转换模块的输出端连接，用于将所述信号转换模块输出的预设次谐波电压补偿指令进行求和形成总的谐波电压补偿指令信号后输出给所述不间断电源系统的控制电路。2.根据权利要求1所述的输出电压谐波抑制电路，其特征在于，所述总谐波电压分量提取电路包括：第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块，用于将所述不间断电源系统输出的三相电压转换为包含所有谐波电压分量的q轴电压和d轴电压；高通滤波器，与所述第一三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块连接，用于将所述q轴电压和所述d轴电压中的直流分量滤除以得到q轴总谐波电压分量信号和d轴总谐波电压分量信号；以及第一两相旋转坐标系到三相静止坐标系转换模块，与所述高通滤波器连接，用于将所述q轴总谐波电压分量信号和所述d轴总谐波电压分量信号转换为三相总谐波电压分量信号。3.根据权利要求1所述的输出电压谐波抑制电路，其特征在于，所述预设次谐波电压抑制电路包括5次谐波电压抑制电路和7次谐波电压抑制电路；所述5次谐波电压抑制电路和所述7次谐波电压抑制电路并联于所述总谐波电压分量提取电路和所述求和电路之间。4.根据权利要求1所述的输出电压谐波抑制电路，其特征在于，所述谐波电压分量提取模块包括：第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块，用于将所述总谐波电压分量提取电路输出的三相总谐波电压分量信号中的预设次谐波电压分量变换为直流量并将其他次谐波电压分量变换为交流量后形成q轴电压和d轴电压；第一低通滤波器，用于滤除所述第二三相静止坐标系到两相旋转坐标系转换模块输出的q轴电压和d轴电压中的交流量生成只含有直流量的q轴电压和d轴电压；以及第二两相旋转坐标系到三相静止坐标系转换模块，与所述第一低通滤波器连接，用于将所述只含有直流量的q轴电压和d轴电压转换为三相预设次谐波电压分量信号。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，于玮，徐海波，
申请(专利权)人：易事特集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44