专利名称：适应三相交流电网输出功率不足的直流电源系统控制方法
技术领域：
本发明涉及一种直流电源系统的控制方法，特别涉及一种适应三相交流电网输出功率不足的直流电源系统控制方法。
背景技术：
直流电源系统，包括依次电路连接的电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路。 所述电源变压器的初级线圈与三相交流电网电路连接。直流电源系统的整流模块具有输入电压欠压保护功能，当整流模块的输入电压过低时，为了防止输入电流过大，输入电压欠压保护功能就会关闭整流模块输出，使整流模块停止工作，则直流电源系统不能启动，从而影响负载设备的稳定运行。直流电源系统，为负载设备提供主要电力输入；并且为蓄电池组充电；所述蓄电池组为负载设备提供备用电力输入；电流传感器，用于测量所述蓄电池组的充电和放电电流；监控单元，根据所述电流传感器返回的电流值调整所述直流电源系统的每个整流模块输出的电流，从而调整直流电源系统的总输出电流；所述监控单元，包括参数设定软件模块，用于设定蓄电池组的充电限流值等参数，以及控制直流电源系统的输出最大电流值参数。三相交流电网的接法分为三相三线制的三角形接法和三相四线制的星形接法。其中，三相四线制，包括三根相线和一根中线。其中，整流模块为单相整流模块。即每根相线和中线并行连接多个整流模块。三相交流电网的输出功率不足，其主要原因是直流电源系统输入端要通过电力线与三相交流电网连接，其电力线较长时，导致电力线的自身阻抗较大，则三相交流电网输出的电力一部分损耗在电力线上，限制了三相交流电网输出功率。在三相交流电网输出功率不足的情况下，会出现交流电压过低的现象，直流电源系统由于整流模块的输入电压欠压保护功能的作用而无法正常工作。现在技术中，直流电源系统对于提高交流电网适应能力的传统方法，是在交流电停电后，恢复供电时，使整流模块输出电压从电池电压开始输出，再缓慢升高输出电压，进入充电限流状态。但是还存在以下几个问题一、一般直流电源系统的接到三根相线上的整流模块数量不相等，全部整流模块运行时，交流三相上的电流不相等。当三相交流电网采用三相四线制的星形接法时，在三相四线制的交流电网与直流电源系统的输入端的电力线连接较长时，其中线自身的电阻就会越大，影响中线的中点电压偏移，则三相交流电网的三相线的相电流输出就会不均衡，从而影响直流电源系统的每一相的整流模块的启动和运行；二、当相线和中线为纯铜导线，线径为6mm2，长度1300米，25°C时其理论等效电阻可以达到4欧姆以上，此时直流电源系统的整流模块不能保证可靠启动和稳定运行。当相线和中线理论等效电阻进一步增大时，直流电源系统可能无法启动。三、当整流模块进入反复启动状态后，无法进入运行状态。
发明内容
本发明提供了一种适应三相交流电网输出功率不足的直流电源系统控制方法。该直流电源系统控制方法，能够在三相交流电网输出功率不足时可靠启动和稳定运行。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种直流电源系统适应三相交流电网输出功率不足的控制方法，包括以下步骤第一步，通过直流电源系统监控单元的软件参数设定模块，设定所述直流电源系统的最大直流输出电流值参数；第二步，当三相交流电网恢复供电或者直流电源系统受到电网电压干扰降低电压时，控制所有整流模块的输出电压为蓄电池组的当前电压，并调整所述整流模块的最大输出电流，以减小整流模块启动时的交流冲击电流；第三步，使三相交流电网的每相上运行的整流模块的数量相等，并调整其最大输出电流，以保证三相交流电网的三相负载平衡，使直流电源系统能够启动运行；第四步，在所述第三步中三相交流电网每相上运行的整流模块数量相等的情况下，根据所述第一步中直流电源系统的最大直流输出电流值参数，调整三相交流电网中每相上整流模块的运行数量，以提高整流模块的效率，使直流电源系统能够可靠启动；第五步，等待所述第四步中直流电源系统可靠启动后，在所述蓄电池组的充电过程中逐渐提高所述每个整流模块的输出电压，同时逐渐减小整流模块的输出电流，保持输出功率恒定，以保护直流电源系统的稳定运行。进一步的，所述整流模块的最大输出电流，为所述直流电源系统的最大直流输出电流值乘以所述蓄电池组的标称容量，再除以当前运行的整流模块的数量。进一步的，所述直流电源系统的最大直流输出电流值参数和蓄电池组的标称容量相关联。在第一步中，监控单元的软件参数设定模块，主要用于设定直流电源系统的最大直流输出电流值，以及保证最大直流输出功率是当前交流电网环境能够提供的。其中负载设备的备用电力为蓄电池组。设定最大直流输出电流值的参数，使最大直流输出电流值与蓄电池组的标称容量相关联，是指最大直流输出电流值为蓄电池组标称容量的百分比。本发明中最大直流输出电流值为蓄电池组标称容量的15%。在第二步中，当三相交流电网恢复供电时，通过降低直流电源系统的整流模块的输出电压与蓄电池组的当前电压一致，有效降低了整流模块启动时的交流冲击电流，从而提高了每个单相整流模块的启动概率。在直流电源系统受到电网电压降低干扰时，整流模块进入反复启动状态时，下调整流模块输出电压与蓄电池组的当前电压一致，有效降低了整流模块启动时的交流冲击电流，提高整流模块重新启动成功的概率。在第三步中，通过使交流每相上启动运行的整流模块的数量相等，从而使三个相线的整流模块的输出电流相等，从而使三相交流电网的三相负载达到平衡，使三相四线制的中线电流接近为零，从而降低三相四线制交流电网的中线输入电阻的不利影响，进一步提高了每个整流模块的启动概率。在第四步中，根据所述第一步中直流电源系统的最大直流输出电流值参数，调整三相交流电网中每相上整流模块的运行数量，以提高整流模块的效率，其它整流模块进入待机模式，使每相上的整流模块运行在高能效区，提高了直流电源系统的效率，降低了交流电流。在第五步中，是通过每相上的直流输出功率恒定，保证了每相的交流输入电流恒定，从而使直流电源系统稳定运行的。综上所述，本发明适应三相交流电网输出功率不足的直流电源系统控制方法。能够在三相交流电网输出功率不足时可靠启动和稳定运行。
具体实施例方式一种适应三相交流电网输出功率不足的直流电源系统控制方法，包括以下步骤第一步，通过直流电源系统监控单元的软件参数设定模块，设定所述直流电源系统的最大直流输出电流值参数；则相应的最大直流输出功率为所述直流电源输出最大电流值参数乘以所述蓄电池组的浮充电压；本步骤中，监控单元的软件参数设定模块，主要用于设定最大直流输出电流值，以及保证当前交流电网环境能够提供此最大直流输出功率。第二步，当三相交流电网恢复供电或者直流电源系统受到电网电压干扰降低电压时，控制所有整流模块的输出电压为蓄电池组的当前电压，并调整所述整流模块的最大输出电流，以减小整流模块启动时的交流冲击电流；在本步骤中，当三相交流电恢复供电后， 通过降低每个整流模块的输出电压与蓄电池组的当前电压一致，有效降低了整流模块启动时的交流冲击电流，从而提高了每个整流模块的启动概率。在直流电源系统受到电网电压降低干扰时，整流模块进入反复启动状态时，下调整流模块输出电压与蓄电池组的当前电压一致，有效降低了整流模块启动时的交流冲击电流，提高整流模块重新启动成功的概率。第三步，使三相交流电网的每相上运行的整流模块的数量相等，并调整其最大输出电流，以保证三相交流电网的三相负载平衡，使直流电源系统能够启动运行；本步骤中， 通过使每相上启动运行的整流模块的数量相等，从而使三个相线的整流模块的输出电流相等，进而使三相交流电网的三相负载达到平衡，使三相四线制的中线电流接近为零，从而降低三相四线制交流电网的中线电阻的不利影响，进一步提高了整流模块的启动概率。第四步，在所述第三步中三相交流电网每相上运行的整流模块数量相等的情况下，根据所述第一步中直流电源系统的最大直流输出电流值参数，调整三相交流电网中每相上整流模块的运行数量，以提高整流模块的效率，使直流电源系统能够可靠启动；本步骤中，其整流模块的运行数量的调整方法如下使三相交流电网中每相上运行的每个整流模块的输出功率在40%到80%之间运行。由于整流模块的的输出特性决定，每个整流模块的输出功率为40%到80%之间时，转换效率最高，其发热量较小，相应的热损耗也小，则采用两个整流模块的输出效率就会提高，使个整流模块运行在高能效区，从而提高了直流电源系统的效率，进而使直流电源系统能够可靠启动；例如，每相上使用一个整流模块运行时，当这个整流模块的输出功率达到80 %以上时，其发热量就会变大，热损耗增大，其输出效率就会下降；此时，如果将每相上使用两个整流模块运行时，则每个整流模块输出功率为 40%，使每个整流模块的发热量小，热损耗小，整体输出效率上升，从而提高了直流电源系统的效率，进而使直流电源系统能够可靠启动。第五步，等待所述第四步中直流电源系统可靠启动后，在所述蓄电池组的充电过程中逐渐提高所述每个整流模块的输出电压，同时逐渐减小整流模块的输出电流，保持输出功率恒定，以保护直流电源系统的稳定运行。本步骤中，是通过保持直流输出功率恒定，使直流电源系统稳定运行的。其中，所述整流模块的最大输出电流，为所述最大直流输出电流值乘以所述蓄电池组的标称容量，再除以运行状态整流模块的数量。即最大直流输出电流值X蓄电池组的标称容量+运行状态整流模块的数量。其中，负载设备的备用电力为蓄电池组；直流电源系统的最大直流输出电流值参数和蓄电池组的标称容量相关联。是指最大直流输出电流值为蓄电池组标称容量的百分比。本发明中最大直流输出电流值为蓄电池组标称容量的15%。相关联设置是为了保证负载设备的备用供电时间。以上所述的所有整流模块的规格参数相同。蓄电池组的充电电压，分为均充电压和浮充电压。蓄电池组补充能量时最后达到的最高充电电压为均充电压，蓄电池组充满后的维持充电电压为浮充电压。综上所述，本发明适应的直流电源系统控制方法。能够在三相交流电网输出功率不足时可靠启动和稳定运行。
权利要求
1.一种适应三相交流电网输出功率不足的直流电源系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤第一步，通过直流电源系统监控单元的软件参数设定模块，设定所述直流电源系统的最大直流输出电流值参数；第二步，当三相交流电网恢复供电或者直流电源系统受到电网电压干扰降低电压时， 控制所有整流模块的输出电压为蓄电池组的当前电压，并调整所述整流模块的最大输出电流，以减小整流模块启动时的交流冲击电流；第三步，使三相交流电网的每相上运行的整流模块的数量相等，并调整其最大输出电流，以保证三相交流电网的三相负载平衡，使直流电源系统能够启动运行；第四步，在所述第三步中三相交流电网每相上运行的整流模块数量相等的情况下，根据所述第一步中直流电源系统的最大直流输出电流值参数，调整三相交流电网中每相上整流模块的运行数量，以提高整流模块的效率，使直流电源系统能够可靠启动；第五步，等待所述第四步中直流电源系统可靠启动后，在所述蓄电池组的充电过程中逐渐提高所述每个整流模块的输出电压，同时逐渐减小整流模块的输出电流，保持输出功率恒定，以保护直流电源系统的稳定运行。
2.根据权利要求1所述的适应三相交流电网输出功率不足的直流电源系统控制方法， 其特征在于，所述整流模块的最大输出电流，为所述直流电源系统的最大直流输出电流参数值乘以所述蓄电池组的标称容量，再除以当前运行的整流模块的数量。
3.根据权利要求1所述的适应三相交流电网输出功率不足的直流电源系统控制方法， 其特征在于，所述直流电源系统的最大直流输出电流值参数和蓄电池组的标称容量相关联。
全文摘要
本发明公开了适应三相交流电网输出功率不足的直流电源系统控制方法，包括以下步骤第一步，通过软件参数设定模块，设定直流电源系统的最大直流输出电流值；第二步，当三相交流电网恢复供电或直流电源系统受到降低电压干扰时，控制所有整流模块的输出电压为蓄电池组的当前电压；第三步，使三相交流电网每相上运行的整流模块的数量相等；第四步，根据直流电源系统的最大直流输出电流值参数，调整三相交流电网中每相上整流模块的运行数量；第五步，在所述蓄电池组的充电过程中逐渐提高所述每个整流模块的输出电压，同时逐渐减小整流模块的输出电流。本发明在三相交流电网输出功率不足时能够可靠启动和稳定运行。
文档编号H02M7/02GK102255522SQ20111020942
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者张洁颖, 戚青山 申请人:中达电通股份有限公司