CN111404356B - 一种电源设备功率等级修正方法及相应的修正装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源设备功率等级修正方法及相应的修正装置，该方法通过获取电源设备输出功率、环境温度和机内实际温度，以及电源设备设置功率等级，通过预存的函数关系确定对应的理论温度，并将其于实际温度进行比较判断设置功率等级是否与实际功率等级相匹配，在二者不相匹配时根据实际温度回溯对应的设置功率等级并对电源设备进行设置功率等级的修正，基于相应的修正装置，通过上述的修正方法，可实现电源设备设置功率等级的自动调整，避免电源设备提前或滞后保护，进而避免造成电源设备损伤，延长电源设备使用寿命，提高电源设备供电稳定性。

Description

一种电源设备功率等级修正方法及相应的修正装置

技术领域

本发明涉及电源设备控制技术领域，具体涉及一种电源设备功率等级修正方法及相应的修正装置。

背景技术

电源设备是指经过电压变换后输出交流电或直流电的供电设备，如UPS、变频器、充电器、逆变器等，电源设备具有一定的功率等级(即标称功率)，若电源设备带动超过该标称功率的负载一定比例或时间，则会触发电源设备的过载保护机制，该机制的触发指标为电源设备的负载率。

现有的电源设备一般采用标准化的控制管理***，电源设备的功率等级可以通过人机界面设置，此时电源设备负载率是依据输出功率与设置的功率等级计算得出，如标称功率为20KVA的电源设备，功率等级设置为30KVA，在负载30KVA时***才判定为满载，但其实已经是过载150％，从而会导致硬件设备的损坏，而若功率等级设置较低，则会增大触发过载保护机制的可能性，导致电源设备的工作效率降低。通过人工设置电源设备功率等级，极有可能导致配置错误，导致电源设备提前或者滞后保护，对用电设备和电源设备自身产生损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种电源设备功率等级修正方法及相应的修正装置，其能够检测电源设备的功率等级是否出现配置错误，并自动调整至正确的功率等级，避免因负载率计算错误导致电源设备提前或滞后保护。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电源设备功率等级修正方法，用于对已设置的电源设备功率等级进行修正以匹配电源设备实际的功率等级，基于电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，通过以下步骤实现修正：

每隔人为设定的时间，获取电源设备输出功率、环境温度及实际温度，由输出功率及设置功率等级计算得到负载率后，根据所述的函数关系计算得到电源设备理论温度，在理论温度与实际温度的差值大于人为设定的阈值时，以当前设置功率等级为起点查找相邻的人为设定的功率等级，并将查找获得的功率等级代入至所述的函数关系中计算得到相应的理论温度，直至重新获得的理论温度与实际温度的差值小于人为设定的阈值，则以该重新获得的理论温度所对应的设置功率等级调整电源设备的设置功率等级。

进一步的，当所述的实际温度大于所述的理论温度与所述的人为设定的阈值的和时，所述的设置功率等级被判定为大于实际功率等级；当所述的理论温度大于所述的实际温度与所述的人为设定的阈值的和时，所述的设置功率等级被判定为小于实际功率等级。

进一步的，所述的电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系通过实验方式获得。

进一步的，所述的用于获得电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系的实验包括如下步骤：

在设置功率等级已知且设置功率等级正确的电源设备的标称工作温度区间内，间隔人为设定的温度间隔，调整电源设备所处的环境温度，并在每个不同的环境温度下调整多个不同设置功率等级的电源设备的输出功率，根据设置功率等级及输出功率计算得到对应的负载率，并获取每个电源设备在其设置功率等级及负载率下的实际温度，即可获得该环境温度下电源设备的设置功率等级、负载率与实际温度的函数关系，集合不同的环境温度下的电源设备的设置功率等级、负载率与实际温度的函数关系，即可获得电源设备设置功率等级、负载率、环境温度与实际温度的函数关系。

进一步的，所述的人为设定的功率等级存储于记录有人为设定的范围内不同的电源设备的实际功率等级并依数据大小排列的功率等级查找表中。

此外，本发明还提供一种电源设备功率修正装置，其用于实现上述的一种电源设备功率等级修正方法，包括：

温度获取模块，其用于获取电源设备实际温度及电源设备所处环境温度；

输出功率获取模块，其用于获取电源设备输出功率；

存储模块，其用于存储电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，及记录有人为设定的范围内不同的电源设备的实际功率等级并依数据大小排列的功率等级查找表，及人为设定的阈值；

控制模块，其接收温度获取模块及输出功率获取模块传输的数据，根据电源设备输出功率及读取得到的电源设备设置功率等级计算电源设备的负载率，调取存储模块中电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，计算得到电源设备理论温度，并于电源设备实际温度比较，在二者差值大于所述的人为设定的阈值时，根据所述的功率等级查找表查找当前设置功率等级相邻的功率等级并代入至所述的函数关系中，直至重新获得的理论温度于实际温度的差值小于所述的人为设定的阈值，则以该重新获得的理论温度所对应的功率等级调整电源设备的设置功率等级。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、电源设备输出功率配合已知的设置功率等级可计算得到***上的电源设备负载率，该负载率用于判断电源设备是否过载；基于预存的电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，在已知设置功率等级、负载率及环境温度的前提下，可得知对应的电源设备理论温度；同时根据获取的电源设备的实际温度与理论温度的比较结果，当二者的差值大于一定的阈值时，即可认为电源设备的设置功率等级存在错误(理论负载率与实际负载率具有一定的差值)，此时即可以当前设置功率等级为起点将查找到的相邻的人为设定的功率等级代入至上述的函数关系中，得到新的理论温度，若该理论温度与实际温度的差值小于上述的阈值时，即可认为该理论温度对应的功率等级与实际的功率等级相匹配，此时即可根据该功率等级对电源设备的设置功率等级进行调整，最终实现对电源设备的设置功率等级的修正；通过上述过程，可实时调整电源设备的设置功率等级，避免功率等级设置错误，导致电源设备提前触发保护或滞后触发保护。

2、通过预先实验的方式获得电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，并将该函数关系预存，在进行该修正方法时可随时进行调用。

3、通过预先记录的方式存储记录有人为设定的范围内不同的电源设备的实际功率等级并依数据大小排列的功率等级查找表，在进行该修正方法时可随时进行调用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电源设备功率等级修正方法的实施例的流程图；

图2为本发明提供的一种电源设备功率修正装置的实施例的结构示意图。

主要附图标记说明：

10、温度获取模块；20、存储模块；30、输出功率获取模块；40、控制模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

参见图1和图2，图1示出了本发明提供的一种电源设备功率等级修正方法的实施例的流程图，图2示出了本发明提供的一种电源设备功率修正装置的实施例的结构示意图，该装置主要包括温度获取模块10、存储模块20、输出功率获取模块30和控制模块40。

通常而言，同一厂家所生产的电源设备一般采用通用的控制管理***，同时电源设备根据相应的规格具有不同的实际功率等级，例如电源设备的实际功率等级可为20KVA、30KVA或其他已知的数值。由于厂家所生产的电源设备的规格是相对确定的，因此所有的实际功率等级的数值也是可知的，该数值集合即可形成一电源设备功率等级查找表，所有的电源设备的功率等级的数值设置均会落入该查找表中。该电源设备功率等级查找表预先存储在电源设备功率修正装置的存储模块20中。

在通过控制管理***对电源设备的功率等级进行人为设置时，是根据上述的功率等级查找表进行调整处理的，在调整完毕后，电源设备即会按照所设置的功率等级进行工作，该功率等级对电源设备负载率的计算会产生相应的影响。

负载率是由电源设备的输出功率除以电源设备的功率等级计算得到的，此处的功率等级为控制管理***设置的功率等级。功率等级为预先设定的已知数值，电源设备的输出功率可以通过电源设备功率修正装置的输出功率获取模块30获得。

电源设备功率修正装置还包括有温度获取模块10，其具体可为温度传感器，设置在电源设备外和电源设备内，分别用于获取电源设备所处的环境温度以及电源设备机内实际温度，温度传感器的设置位置，应该与建立电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系时所进行的多次实验中所设置的位置一致，保证该函数关系的准确性。

所述的电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，通过以下过程获得：

将多个具有不同标称功率等级的电源设备放置于可人为调整温度的实验环境中，并将每个电源设备的设置功率等级调整为标称功率等级，在电源设备的标称工作温度区间内，按照一定的温度间隔(如0.5℃)，从初始温度(如15℃)开始，调整实验环境的温度，并根据设置在电源设备上的温度传感器获取环境温度的确切数值。在每一个不同的环境温度下，根据电源设备的输出功率及功率等级确定负载率，同时通过电源设备内的温度传感器获取该负载率下的机内实际温度，将上述三者数据记录，形成具有对应关系的数据集；之后在相同的环境温度下，调整电源设备的输出功率以改变负载率，并记录相应的机内实际温度，从而获得另一具有三者关系的数据集；输出功率可在一定区间内调整，并对获得的数据进行拟合，以得到在该环境温度下该机型电源设备在不同的负载率下机内实际温度的变化函数。

通过上述的过程，即可获得在一定的环境温度区间内，每一确定的环境温度下，具有不同功率等级的电源设备负载率与机内实际温度的变化关系，从而得到所述的电源设备负载率、环境温度与理论温度的关系模型。此处的理论温度即是对应于上述实验过程中的实际温度，在通过该关系模型推测得到相应的机内温度时，即称为电源设备理论温度。该关系模型存储于存储模块20之中以供控制模块40调取。

显然，电源设备的机内温度与其功率等级、负载率和环境温度有关，在环境温度和功率等级一定的情况下，负载率越高，电源设备的机内温度越高，二者具有一定的对应关系，因此在确定电源设备负载率的情况下，即可获得对应的电源设备的机内温度，但由于电源设备功率等级设置可能存在错误，因此根据负载率得到的电源设备机内温度仅是理论温度，此时将该理论温度与通过温度传感器获得的机内实际温度进行比较，即可判断电源设备的功率等级设置是否存在错误。

具体的，在人为设定的阈值范围内，当电源设备的实际温度大于理论温度时，电源设备功率等级被判定为大于实际功率等级；当电源设备的实际温度小于理论温度时，电源设备功率等级被判定为小于实际功率等级；当电源设备的实际温度等于理论温度时，电源设备功率等级被判定为与实际功率等级相匹配。

如图1所示，根据设置在电源设备上的温度获取模块10和输出功率获取模块30，在获取电源设备输出功率、环境温度和实际温度后，读取设置功率等级，并将上述数据信息传输至控制模块40之中进行处理计算。根据输出功率与设置功率等级计算出负载率后，控制模块40调取存储于存储模块20中的电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，计算得到相应的理论温度，并与温度传感器获得的机内实际温度进行比较，比较结果及相应处理方式可分为以下三种情况:

1.电源设备实际温度＞电源设备理论温度+阈值；

此时即可判定电源设备设置功率等级大于实际功率等级，应当在上述的电源设备功率等级查找表上以当前的功率等级为起点，向下查找下一级功率等级，并将查找到的功率等级通过上述的函数关系进行计算得到在该功率等级上的电源设备理论温度，直到查找到的功率等级所对应的理论温度与电源设备的实际温度之间的差值处于阈值范围之内，即可认为该查找到的功率等级为正确的功率等级，此时即可通过控制模块40对电源设备的功率等级进行自动调整，将其调整为正确的功率等级。

2.电源设备实际温度与电源设备理论温度的差值的绝对值小于或等于阈值；

此时即可判定电源设备功率等级设置正确，无需对其进行调整。

3.电源设备实际温度+阈值＜电源设备理论温度；

此时即可判定电源设备设置功率等级小于实际功率等级，应当在上述的电源设备功率等级查找表上以当前的设置功率等级为起点，向上查找上一级功率等级，并将查找到的功率等级通过上述的函数关系进行计算得到在该功率等级上的电源设备理论温度，直到查找到的功率等级所对应的理论温度与电源设备的实际温度之间的差值处于阈值范围之内，即可认为该查找到的功率等级为正确的功率等级，此时即可通过控制模块40对电源设备的设置功率等级进行自动调整，将其调整为正确的功率等级。

本发明提供的一种电源设备功率等级修正方法及相应的功率修正装置，可检测判断电源设备的功率等级设置是否存在错误，并可通过查找数据重新确定正确的功率等级，再以此对电源设备的功率等级进行控制调整，从而实现对电源设备的功率等级的自动调整，避免人工设置电源设备功率等级出现错误导致电源设备触发自动保护提前或滞后，进而造成电源设备的损坏，延长电源设备使用寿命，提高电源设备供电稳定性。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电源设备功率等级修正方法，用于对已设置的电源设备功率等级进行修正以匹配电源设备实际的功率等级，其特征在于，基于电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，通过以下步骤实现修正：

每隔人为设定的时间，获取电源设备输出功率、环境温度及实际温度，由输出功率及设置功率等级计算得到负载率后，根据所述的函数关系计算得到电源设备理论温度，在理论温度与实际温度的差值大于人为设定的阈值时，以当前设置功率等级为起点查找相邻的人为设定的功率等级，并将查找获得的功率等级代入至所述的函数关系中计算得到相应的理论温度，直至重新获得的理论温度与实际温度的差值小于人为设定的阈值，则以该重新获得的理论温度所对应的设置功率等级调整电源设备的设置功率等级。

2.如权利要求1所述的一种电源设备功率等级修正方法，其特征在于，当所述的实际温度大于所述的理论温度与所述的人为设定的阈值的和时，所述的设置功率等级被判定为大于实际功率等级；当所述的理论温度大于所述的实际温度与所述的人为设定的阈值的和时，所述的设置功率等级被判定为小于实际功率等级。

3.如权利要求1所述的一种电源设备功率等级修正方法，其特征在于，所述的电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系通过实验方式获得。

4.如权利要求3所述的一种电源设备功率等级修正方法，其特征在于，所述的用于获得电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系的实验包括如下步骤：

在设置功率等级已知且设置功率等级正确的电源设备的标称工作温度区间内，间隔人为设定的温度间隔，调整电源设备所处的环境温度，并在每个不同的环境温度下调整多个不同设置功率等级的电源设备的输出功率，根据设置功率等级及输出功率计算得到对应的负载率，并获取每个电源设备在其设置功率等级及负载率下的实际温度，即可获得该环境温度下电源设备的设置功率等级、负载率与实际温度的函数关系，集合不同的环境温度下的电源设备的设置功率等级、负载率与实际温度的函数关系，即可获得电源设备设置功率等级、负载率、环境温度与实际温度的函数关系。

5.如权利要求1所述的一种电源设备功率等级修正方法，其特征在于，所述的人为设定的功率等级存储于记录有人为设定的范围内不同的电源设备的实际功率等级并依数据大小排列的功率等级查找表中。

6.一种电源设备功率等级修正装置，用于实现如权利要求1-5任一项所述的一种电源设备功率等级修正方法，其特征在于，包括：

温度获取模块，其用于获取电源设备实际温度及电源设备所处环境温度；

输出功率获取模块，其用于获取电源设备输出功率；

存储模块，其用于存储电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，及记录有人为设定的范围内不同的电源设备的实际功率等级并依数据大小排列的功率等级查找表，及人为设定的阈值；

控制模块，其接收温度获取模块及输出功率获取模块传输的数据，根据电源设备输出功率及读取得到的电源设备设置功率等级计算电源设备的负载率，调取存储模块中电源设备设置功率等级、电源设备负载率、电源设备所处环境温度及电源设备理论温度之间的函数关系，计算得到电源设备理论温度，并于电源设备实际温度比较，在二者差值大于所述的人为设定的阈值时，根据所述的功率等级查找表查找当前设置功率等级相邻的功率等级并代入至所述的函数关系中，直至重新获得的理论温度于实际温度的差值小于所述的人为设定的阈值，则以该重新获得的理论温度所对应的功率等级调整电源设备的设置功率等级。

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