高壓直流供電系統(tǒng)中不間斷電源的研究與設計.pdf

1、隨著各種非線性設備的大規(guī)模應用，進入電網(wǎng)的諧波電流非常大，嚴重影響了供電質(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，結構復雜，保護多，耗能大。本文研究設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)結構，提高了轉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行了詳細設計，針對整流模塊通常采用的不可控整流橋，提出了采用改進的無橋功率因數(shù)校正結構，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結構，能夠減小通過開關器件的電流，同時減小電流紋波，提高蓄

3、電池性能。
　　其次，對改進的無橋功率因數(shù)校正結構電容電感參數(shù)進行了設計，基于狀態(tài)空間平均法對其在連續(xù)模式下進行了數(shù)學建模。根據(jù)對穿越頻率和相位裕度的不同要求，詳細設計了電流環(huán)和電壓環(huán)PI控制器參數(shù)，搭建了仿真模型，進行了仿真分析，驗證了輸入側功率因數(shù)，輸入電流諧波失真的設計要求。
　　最后，在詳細分析交錯并聯(lián)雙向Buck/Boost變換器工作原理的基礎上，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)學模型。根據(jù)對穿