高壓直流供電系統(tǒng)中不間斷電源的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著各種非線性設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，進(jìn)入電網(wǎng)的諧波電流非常大，嚴(yán)重影響了供電質(zhì)量。通信、醫(yī)療、軍事工業(yè)等重要部門，通常采用交流不間斷電源，以提高用電質(zhì)量，減小對電網(wǎng)的諧波污染。然而隨著交流不間斷電源(UPS)的普及應(yīng)用，它的局限性越來越明顯。問題主要是其中的逆變器故障率高，可靠性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保護(hù)多，耗能大。本文研究設(shè)計了采用去掉逆變器的高壓直流不間斷電源替代交流不間斷電源，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了轉(zhuǎn)換效率與供電可靠性。
　　首先，分析

2、了高壓直流不間斷電源和傳統(tǒng)交流不間斷電源的區(qū)別，針對目前高壓直流供電系統(tǒng)的240V電壓等級的過渡方案，本文設(shè)計了輸出電壓為380V的不間斷電源。對直流不間斷電源整體方案進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，針對整流模塊通常采用的不可控整流橋，提出了采用改進(jìn)的無橋功率因數(shù)校正結(jié)構(gòu)，旨在提高功率因數(shù)，減小輸入電流的總諧波失真，使得功率因數(shù)接近于1。對于蓄電池充放電模塊采用了交錯并聯(lián)雙向Buck/Boost結(jié)構(gòu)，能夠減小通過開關(guān)器件的電流，同時減小電流紋波，提高蓄

3、電池性能。
　　其次，對改進(jìn)的無橋功率因數(shù)校正結(jié)構(gòu)電容電感參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計，基于狀態(tài)空間平均法對其在連續(xù)模式下進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。根據(jù)對穿越頻率和相位裕度的不同要求，詳細(xì)設(shè)計了電流環(huán)和電壓環(huán)PI控制器參數(shù)，搭建了仿真模型，進(jìn)行了仿真分析，驗證了輸入側(cè)功率因數(shù)，輸入電流諧波失真的設(shè)計要求。
　　最后，在詳細(xì)分析交錯并聯(lián)雙向Buck/Boost變換器工作原理的基礎(chǔ)上，基于狀態(tài)空間平均法，分別對其在充電和放電模式下建立數(shù)學(xué)模型。根據(jù)對穿