供电系统、三相能量调节器及方法技术方案

本申请公开了一种供电系统、三相能量调节器以及方法。在供电系统的开关组断开时，三相负载在第一相上的所需功率小于三相能量供给器输出给第一相上的负载的功率时，三相能量调节器用于将三相能量供给器输出给第一相上的负载的剩余功率输出给三相负载在第二相上的负载，第二相上的负载所需功率大于三相能量供给器输出给第二相上的负载的功率。原有的供电系统中的三相能量供给器仅支持三相平衡功率输出，通过增加三相能量调节器将三相能量供给器输出给第一相上的负载的剩余功率输出给第二相上的负载，可以以较低的成本满足负载所需的三相平衡或不平衡功率，避免替换原有的三相能量供给器，造成系统浪费。造成系统浪费。造成系统浪费。

【技术实现步骤摘要】
供电系统、三相能量调节器及方法


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种供电系统、三相能量调节器及方法。

技术介绍

[0002]在三相三线供电系统中，三相电压相位互为120
°
，电流平衡，三相电流矢量和为零，不存在零序电流分量，所以不需要零线。
[0003]但是，如果存在三相负载不平衡的情况，如单相带载时，三相电流矢量和不再为零，需要零序回路，即需要N线，否则会导致三相电压不平衡，负载重的一相电压被拉低，负载轻载的一相电压将被冲高。在三相四线供电系统中，N线提供了零序电流回路，可支持三相负载不平衡。然而，目前的三相四线供电系统中的三相四线逆变器，器件数较多，成本高。
[0004]有鉴于此，如何以较低的成本设计供电系统，提供所需的三相平衡或不平衡功率，是本申请需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种供电系统、三相能量调节器及方法，以实现以较低的成本满足负载所需的三相平衡或不平衡功率，避免替换原有的三相能量供给器，造成系统浪费。
[0006]第一方面，提供了一种供电系统，所述系统包括：三相能量供给器和开关组，所述开关组的第一端用于与所述三相能量供给器的三相输出端口连接以及与三相负载连接，所述开关组的第二端用于与交流电网连接，所述系统还包括三相能量调节器；所述三相能量调节器的三相端口与所述三相能量供给器的三相输出端口以及所述开关组的第一端连接；所述开关组用于控制所述三相能量供给器与所述交流电网的连接或断开；在所述开关组断开时且所述三相负载在第一相上的所需功率小于所述三相能量供给器输出给所述第一相上的负载的功率时，所述三相能量调节器用于将所述三相能量供给器输出给所述第一相上的负载的剩余功率输出给所述三相负载在第二相上的负载，其中，所述第一相为三相中的任意一相，所述第一相和第二相为不同的相，且所述第二相上的负载所需功率大于所述三相能量供给器输出给所述第二相上的负载的功率。
[0007]在该方面中，三相能量供给器工作在离网模式时，通过三相能量调节器将三相能量供给器输出给第一相上的负载的剩余功率输出给第二相上的负载，仅需增加三相能量调节器，可以实现以较低的成本满足负载所需的三相平衡或不平衡功率，避免替换原有的三相能量供给器，造成系统浪费。
[0008]在一种可能的实现中，所述系统还包括第二开关，所述三相能量调节器和所述三相负载的地线连接后，通过所述第二开关与所述交流电网的中性线端口连接，或者，所述三相能量供给器还包括中性线端口，所述三相能量供给器的中性线端口通过所述第二开关与所述交流电网的中性线端口连接。
[0009]在另一种可能的实现中，所述三相能量供给器的中性线端口输入或输出的电流小于或等于设定值。
[0010]在该实现中，该三相能量供给器可以是三相并网逆变器，其中性线不与内部功率直接相连，例如通过高阻抗电阻与内部功率相连，仅用于端口防护电路、相电压采样、相电压取电等应用。该中性线端口仅能输出较小的电流，输出的电流值小于或等于预设值，即该中性线不是真正的中性线。
[0011]在又一种可能的实现中，所述三相能量调节器包括开关管桥臂组、电容组和电感组，所述开关管桥臂组包括三相分别对应的开关管桥臂，所述电容组包括三相分别对应的电容，所述电感组包括三相分别对应的电感，所述开关管桥臂组的第一端分别与所述三相能量供给器的三相输出端口、所述电容组的第一端、直流母线正极中的至少一处连接，所述开关管桥臂组的第二端分别与直流母线负极、所述电感组的第一端、所述电容组的第二端中的至少一处连接，所述电感组的第二端与所述电容组的第二端连接；所述第一相对应的开关管桥臂用于将所述三相能量供给器输出给所述第一相上的负载的剩余功率周期性地储存到所述电感组或所述电感组中所述第一相对应的电感；所述第二相对应的开关管桥臂用于将所述电感组或所述电感组中所述第一相对应的电感储存的剩余功率输出给所述第二相上的负载和/或所述电容组中所述第二相上的电容。
[0012]在该实现中，可以通过开关管桥臂组将三相能量供给器输出给第一相上的负载的剩余功率周期性地储存到电感组或电感组中第一相对应的电感；第二相对应的开关管桥臂用于将电感组或电感组中第一相对应的电感储存的剩余功率输出给第二相上的负载，从而实现能量的调节。
[0013]在又一种可能的实现中，所述开关管桥臂组的第一端分别与所述三相能量供给器的三相输出端口、所述电容组的第一端连接，所述开关管桥臂组的第二端按“Y”字型连接于第一公共点，所述电容组的第二端按“Y”字型连接于第二公共点，所述电感组连接于所述第一公共点和所述第二公共点之间；与所述第一相的输出端口连接的开关管桥臂上的一个开关管导通、另一开关管体内续流，用于将所述三相能量供给器输出给所述第一相上的负载的剩余功率周期性地储存到所述电感组中所述第一相对应的电感；与所述第一相的输出端口连接的开关管桥臂上的一个开关管关断，与所述第二相的输出端口连接的开关管桥臂上的一个开关管导通、另一开关管体内续流，用于将所述第一相对应的电感中储存的功率输出给所述第二相上的负载和所述电容组中所述第二相上的电容。
[0014]在该实现中，可以通过开关管桥臂组将三相能量供给器输出给第一相上的负载的剩余功率周期性地储存到电感组或电感组中第一相对应的电感；第二相对应的开关管桥臂用于将电感组或电感组中第一相对应的电感储存的剩余功率输出给第二相上的负载，从而实现能量的调节。
[0015]在又一种可能的实现中，所述开关管桥臂组包括第一开关管桥臂、第二开关管桥臂、第三开关管桥臂，所述电容组包括第一电容、第二电容、第三电容，所述电感组包括第一电感，所述第一开关管桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第二开关管桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管桥臂包括第五开关管和第六开关管，所述第一开关管的发射极与所述第二开关管的发射极连接，所述第三开关管的发射极与所述第四开关管的发射极连接，所述第五开关管的发射极与所述第六开关管的发射极连接；所述第二开关管、所述第四开关管和所述第六开关管的集电极按“Y”字型连接于所述第一公共点，所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容的第一端按“Y”字型连接于所述第二公共点，所述第
一开关管的集电极与所述第一电容的第二端连接，所述第三开关管的集电极与所述第二电容的第二端连接，以及所述第五开关管的集电极与所述第三电容的第二端连接，所述第一开关管、所述第三开关管和所述第五开关管的集电极分别与所述三相能量供给器的三相输出端口连接，所述第一公共点作为所述三相能量调节器的中性线端口。
[0016]在又一种可能的实现中，所述开关管桥臂组的第一端分别与所述三相能量供给器的三相输出端口、所述电感组的第一端连接，所述开关管桥臂组的第二端按“Y”字型连接于第三公共点，所述电容组的第一端按“Y”字型连接于第四公共点，所述电感组的第二端分别与所述电容组的第二端连接，所述第三公共点与所述第四公共点连接；与所述第一相的输出端口连接的开关管桥臂上的一个开关管导通、另一开关管体内续流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供电系统，所述系统包括：三相能量供给器和开关组，所述开关组的第一端用于与所述三相能量供给器的三相输出端口连接以及三相负载连接，所述开关组的第二端用于与交流电网连接，其特征在于，所述系统还包括三相能量调节器；所述三相能量调节器的三相端口与所述三相能量供给器的三相输出端口以及所述开关组的第一端连接；所述开关组用于控制所述三相能量供给器与所述交流电网的连接或断开；在所述开关组断开时且所述三相负载在第一相上的所需功率小于所述三相能量供给器输出给所述第一相上的负载的功率时，所述三相能量调节器用于将所述三相能量供给器输出给所述第一相上的负载的剩余功率输出给所述三相负载在第二相上的负载，其中，所述第一相为三相中的任意一相，所述第一相和第二相为不同的相，且所述第二相上的负载所需功率大于所述三相能量供给器输出给所述第二相上的负载的功率。2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述系统还包括第二开关，所述三相能量调节器和所述三相负载的地线连接后，通过所述第二开关与所述交流电网的中性线端口连接，或者，所述三相能量供给器还包括中性线端口，所述三相能量供给器的中性线端口通过所述第二开关与所述交流电网的中性线端口连接。3.根据权利要求1或2所述的供电系统，其特征在于，所述三相能量调节器包括开关管桥臂组、电容组和电感组，所述开关管桥臂组包括三相分别对应的开关管桥臂，所述电容组包括三相分别对应的电容，所述电感组包括三相分别对应的电感，所述开关管桥臂组的第一端分别与所述三相能量供给器的三相输出端口、所述电容组的第一端、直流母线正极中的至少一处连接，所述开关管桥臂组的第二端分别与直流母线负极、所述电感组的第一端、所述电容组的第二端中的至少一处连接，所述电感组的第二端与所述电容组的第二端连接；所述第一相对应的开关管桥臂用于将所述三相能量供给器输出给所述第一相上的负载的剩余功率周期性地储存到所述电感组或所述电感组中所述第一相对应的电感；所述第二相对应的开关管桥臂用于将所述电感组或所述电感组中所述第一相对应的电感储存的剩余功率输出给所述第二相上的负载和/或所述电容组中所述第二相上的电容。4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述开关管桥臂组的第一端分别与所述三相能量供给器的三相输出端口、所述电容组的第一端连接，所述开关管桥臂组的第二端按“Y”字型连接于第一公共点，所述电容组的第二端按“Y”字型连接于第二公共点，所述电感组连接于所述第一公共点和所述第二公共点之间；与所述第一相的输出端口连接的开关管桥臂上的一个开关管导通、另一开关管体内续流，用于将所述三相能量供给器输出给所述第一相上的负载的剩余功率周期性地储存到所述电感组中所述第一相对应的电感；与所述第一相的输出端口连接的开关管桥臂上的一个开关管关断，与所述第二相的输出端口连接的开关管桥臂上的一个开关管导通、另一开关管体内续流，用于将所述第一相对应的电感中储存的功率输出给所述第二相上的负载和所述电容组中所述第二相上的电容。5.根据权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述开关管桥臂组包括第一开关管桥
臂、第二开关管桥臂、第三开关管桥臂，所述电容组包括第一电容、第二电容、第三电容，所述电感组包括第一电感，所述第一开关管桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第二开关管桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管桥臂包括第五开关管和第六开关管，所述第一开关管的发射极与所述第二开关管的发射极连接，所述第三开关管的发射极与所述第四开关管的发射极连接，所述第五开关管的发射极与所述第六开关管的发射极连接；所述第二开关管、所述第四开关管和所述第六开关管的集电极按“Y”字型连接于所述第一公共点，所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容的第一端按“Y”字型连接于所述第二公共点，所述第一开关管的集电极与所述第一电容的第二端连接，所述第三开关管的集电极与所述第二电容的第二端连接，以及所述第五开关管的集电极与所述第三电容的第二端连接，所述第一开关管、所述第三开关管和所述第五开关管的集电极分别与所述三相能量供给器的三相输出端口连接，所述第一公共点作为所述三相能量调节器的中性线端口。6.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述开关管桥臂组的第一端分别与所述三相能量供给器的三相输出端口、所述电感组的第一端连接，所述开关管桥臂组的第二端按“Y”字型连接于第三公共点，所述电容组的第一端按“Y”字型连接于第四公共点，所述电感组的第二端分别与所述电容组的第二端连接，所述第三公共点与所述第四公共点连接；与所述第一相的输出端口连接的开关管桥臂上的一个开关管导通、另一开关管体内续流，用于将所述三相能量供给器输出给所述第一相上的负载的剩余功率周期性地储存到与所述第一相对应的电感；与所述第一相的输出端口连接的开关管桥臂上的所述一个开关管关断，与所述第二相的输出端口连接的开关管桥臂上的一个开关管导通、另一开关管体内续流，用于将所述第一相对应的电感中储存的功率输出给所述第二相上的负载和所述电容组中所述第二相上的电容。7.根据权利要求6所述的供电系统，其特征在于，所述开关管桥臂组包括第四开关管桥臂、第五开关管桥臂、第六开关管桥臂，所述电容组包括第四电容、第五电容、第六电容，所述电感组包括第二电感、第三电感和第四电感，所述第四开关管桥臂包括第七开关管和第八开关管，所述第五开关管桥臂包括第九开关管和第十开关管，所述第六开关管桥臂包括第十一开关管和第十二开关管，所述第七开关管的发射极与所述第八开关管的发射极连接，所述第九开关管的发射极与所述第十开关管的发射极连接，所述第十一开关管的发射极与所述第十二开关管的发射极连接，所述第八开关管、所述第十开关管和所述第十二开关管的集电极按“Y”字型连接于所述第三公共点，所述第四电容、所述第五电容和所述第六电容的第一端按“Y”字型连接于所述第四公共点，所述第二电感的第一端与所述第七开关管的集电极连接，以及所述第二电感的第二端与所述第四电容的第二端连接，所述第三电感的一端与所述第九开关管的集电极连接，以及所述第三电感的第二端与所述第五电容的第二端连接，所述第四电感的第一端与所述第十一开关管的集电极连接，以及所述第四电感的第二端与所述第六电容的第二端连接。8.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述开关管桥臂组包括三个桥臂或四个桥臂，所述开关管桥臂组中的每个桥臂包括两个开关管，所述开关管桥臂组中的每个桥臂的第一端连接直流母线正极，所述开关管桥臂组中的每个桥臂的第二端连接直流母线负
极，所述电感组的第一端分别连接所述每个桥臂的两个开关管的中点，所述电感组的第二端分别连接所述电容组的第一端和所述三相负载的第一端，所述电容组的第二端和所述三相负载的第二端连接直流母线负极或两个直流母线电容的中点、或所述开关管桥臂组包括四个桥臂时，连接第4个桥臂的中点；在电压正半周，所述第二相对应的第二桥臂的一个开关管导通，所述第二桥臂的另一开关管关断，以使电流从所述直流母线正极经所述第二桥臂的一个开关管、与所述第二桥臂的两个开关管的中点连接的电感，输出给与所述电感的第二端连接的电容和所述第二相上的负载；以及所述第二桥臂的一个开关管关断，以使电流从所述直流母线负极或所述两个直流母线电容的中点经所述第二桥臂的另一开关管的体内二极管、与所述第二桥臂的两个开关管的中点连接的电感，输出给与所述电感的第二端连接的电容和所述第二相上的负载；在电压负半周，所述第二桥臂的另一开关管导通，所述第二桥臂的一个开关管关断，以使电流从所述直流母线负极或所述两个直流母线电容的中点经所述第二桥臂的另一开关管、与所述第二桥臂的两个开关管的中点连接的电感，输出给与所述电感的第二端连接的电容和所述第二相上的负载；以及所述第二桥臂的另一开关管关断，以使电流从所述直流母线正极经所述第二桥臂的一个开...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋振刚，姚晓锋，冯宇鹏，陈富文，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：