CN116111708A - 供电***及供电控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及冗余供电技术领域，公开了一种供电***及供电控制方法，该供电***包括：第一供电电源、中压发电装置、控制器和第一供电模组；第一供电模组包括：低压发电装置、变压器、第一切换开关和第二切换开关；中压发电装置、低压发电装置、第一切换开关和第二切换开关均与控制器信号连接；第二切换开关的两个输入端分别与第一供电电源和中压发电装置的输出端连接，第二切换开关的输出端与变压器的输入端连接；第一切换开关的两个输入端分别与低压发电装置和变压器的输出端连接，第一切换开关的输出端用于与负载连接。通过上述方式，本申请实施例降低了冗余供电的成本。

Description

供电***及供电控制方法

技术领域

本申请实施例涉及冗余供电技术领域，具体涉及一种供电***及供电控制方法。

背景技术

现有的供电***一般将低压发电装置通过切换开关设置在市电的供电电路上进行供电电源冗余，从而在市电故障时，通过将供电电路切换至低压发电装置上，实现对负载的正常供电。同时，在高可靠供电的应用场景中，例如数据中心领域，低压发电装置作为市电的后备电源，还会额外配置冗余单元形成N+X冗余备份(N为供电负载容量所需低压发电机装置数量，X为冗余的低压发电机装置数量)，从而在一个低压发电装置故障或检修时，额外冗余的低压发电装置仍能作为市电故障时的应急备份电源供电。

然而在冗余配置的低压发电装置供电***中，冗余配置的低压发电装置供电电路的线束物理路径较长，由于低压发电装置输出电压小，电流大，因此采用低压发电装置配置额外冗余时需要保证供电电路的线束满足大电流通过的需求，造成冗余配置的低压发电装置线束成本的增加。

发明内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种供电***及供电控制方法，用于解决现有供电***冗余成本高的问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种供电***，包括：第一供电电源、中压发电装置、控制器和第一供电模组；第一供电模组包括：低压发电装置、变压器、第一切换开关和第二切换开关；中压发电装置、低压发电装置、第一切换开关和第二切换开关均与控制器信号连接；第二切换开关的两个输入端分别与第一供电电源和中压发电装置的输出端连接，第二切换开关的输出端与变压器的输入端连接；第一切换开关的两个输入端分别与低压发电装置和变压器的输出端连接，第一切换开关的输出端用于与负载连接；第一切换开关被配置为具有第一状态和第二状态；在第一状态下，第一切换开关中仅与变压器连接的输入端导通；在第二状态下，第一切换开关中仅与低压发电装置连接的输入端导通；第二切换开关被配置为具有第三状态和第四状态；在第三状态下，第二切换开关中仅与第一供电电源连接的输入端导通；在第四状态下，第二切换开关中仅与中压发电装置连接的输入端导通；控制器用于在默认工况下控制第一供电模组中的第二切换开关呈第三状态，第一供电模组中的第一切换开关呈第一状态，以使第一供电电源向负载供电；控制器用于在第一供电模组中的变压器的输出电压超出第一阈值范围时，控制第一供电模组中的低压发电装置启动，并在第一供电模组中的低压发电装置的输出电压处于第一阈值范围内时，控制第一供电模组中的第一切换开关切换至第二状态，以使第一供电模组中由低压发电装置向负载供电；控制器用于在第一供电模组中的低压发电装置的输出电压超出第一阈值范围，且第一供电电源的输出电压超出第二阈值范围时，控制中压发电装置启动，并在中压发电装置的输出电压处于第二阈值范围内时，控制第一供电模组中的第二切换开关切换至第四状态，第一供电模组中的第一切换开关切换至第一状态，以使第一供电模组中由中压发电装置向负载供电。

在一种可选的方式中，控制器用于在第一供电模组中的变压器的输出电压超出第一阈值范围且持续时长大于第一时间阈值时，控制第一供电模组中的低压发电装置启动；控制器用于在第一供电模组中的低压发电装置启动后，第一供电模组中的低压发电装置的输出电压超出第一阈值范围且持续时长大于第二时间阈值，并且第一供电电源的输出电压超出第二阈值范围且持续时长大于第三时间阈值时，控制中压发电装置启动。

在一种可选的方式中，第一供电模组的数量为多个。

在一种可选的方式中，第一供电电源的额定输出功率大于或等于所有的第一供电模组的额定输出功率之和；低压发电装置的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组的额定输出功率；中压发电装置的额定输出功率大于或等于任意一个第一供电模组的额定输出功率。

在一种可选的方式中，中压发电装置的数量为多个，且多个中压发电装置的输出端与每个第二切换开关的同一个输入端连接。

在一种可选的方式中，供电***还包括第二供电电源和第二供电模组，第二供电模组与第一供电模组的结构相同，控制器与第二供电模组之间的连接方式和与第一供电模组之间的连接方式相同，第二供电电源与第二供电模组之间的连接方式和第一供电电源与第一供电模组之间的连接方式相同；第一供电模组和第二供电模组共用低压发电装置和中压发电装置，第一供电模组中的第一切换开关的输出端与第二供电模组中的第一切换开关的输出端共同用于与负载连接，且第一供电模组中的第一切换开关的输出端与第二供电模组中的第一切换开关的输出端之间互为冗余备份；控制器对第二供电模组的控制方式与对第一供电模组的控制方式相同。

在一种可选的方式中，第一供电模组和第二供电模组的数量相同且均为多个；第一供电模组和第二供电模组一一对应设置，且相对应的一个第一供电模组和一个第二供电模组共用一个低压发电装置；所有的第一供电模组和所有第二供电模组共用至少一个中压发电装置。

在一种可选的方式中，第一供电电源的额定输出功率大于或等于所有的第一供电模组的额定输出功率之和，第二供电电源的额定输出功率大于或等于所有的第二供电模组的额定输出功率之和；低压发电装置的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组的额定输出功率和第二供电模组的额定输出功率二者中的较大值；中压发电装置的额定输出功率大于或等于任意一组具有一一对应关系的第一供电模组的额定输出功率和第二供电模组的额定输出功率二者中的较大值。

在一种可选的方式中，第一供电模组的数量大于第二供电模组的数量；第一供电模组和第二供电模组一一对应设置，且相对应的一个第一供电模组和一个第二供电模组共用一个低压发电装置；所有的第一供电模组和所有第二供电模组共用至少一个中压发电装置；其余的与第二供电模组没有一一对应关系的第一供电模组中的第一切换开关用于单独与负载连接。

在一种可选的方式中，第一供电电源的额定输出功率大于或等于所有的第一供电模组的额定输出功率之和，第二供电电源的额定输出功率大于或等于所有的第二供电模组的额定输出功率之和；由具有一一对应关系的第一供电模组和第二供电模组共用的低压发电装置的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组的额定输出功率和第二供电模组的额定输出功率二者中的较大值；其余的与第二供电模组没有一一对应关系的第一供电模组中的低压发电装置的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组的额定输出功率；中压发电装置的额定输出功率大于或等于任意一组具有一一对应关系的第一供电模组的额定输出功率和第二供电模组的额定输出功率二者中的较大值，中压发电装置的额定输出功率还大于或等于任意一个与第二供电模组没有一一对应关系的第一供电模组的额定输出功率。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种供电控制方法，应用于上述任一项中的供电***，该方法包括：在默认工况下，控制第一供电模组中的第二切换开关呈第三状态，第一供电模组中的第一切换开关呈第一状态，以使第一供电电源向负载供电；判断第一供电模组中的变压器的输出电压是否超出第一阈值范围；若是，则控制第一供电模组中的低压发电装置启动；判断第一供电模组中的低压发电装置的输出电压是否处于第一阈值范围内；若是，则控制第一供电模组中的第一切换开关切换至第二状态，以使第一供电模组中由低压发电装置向负载供电；若否，则判断第一供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围；若是，则控制中压发电装置启动；判断中压发电装置的输出电压是否处于第二阈值范围内；若是，则控制第一供电模组中的第二切换开关切换至第四状态，第一供电模组中的第一切换开关切换至第一状态，以使第一供电模组中由中压发电装置向负载供电。

在一种可选的方式中，若是，则控制第一供电模组中的低压发电装置启动，包括：若是，则判断第一供电模组中的变压器的输出电压超出第一阈值范围的持续时长是否大于第一时间阈值；若是，则控制第一供电模组中的低压发电装置启动；若否，则判断第一供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围，包括：若否，则判断第一供电模组中的低压发电装置的输出电压超出第一阈值范围的持续时长是否大于第二时间阈值；若是，则判断第一供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围；若是，则控制中压发电装置启动，包括：若是，则判断第一供电电源的输出电压超出第二阈值范围的持续时长是否大于第三时间阈值；若是，则控制中压发电装置启动。

在一种可选的方式中，供电***还包括第二供电电源和第二供电模组，第二供电模组与第一供电模组的结构相同，第二供电电源与第二供电模组之间的连接方式与第一供电电源与第一供电模组之间的连接方式相同；第一供电模组和第二供电模组共用低压发电装置和中压发电装置，第一供电模组中的第一切换开关的输出端与第二供电模组中的第一切换开关的输出端共同用于与负载连接，且第一供电模组中的第一切换开关的输出端与第二供电模组中的第一切换开关的输出端之间互为冗余备份；在默认工况下，控制第一供电模组中的第二切换开关呈第三状态，第一供电模组中的第一切换开关呈第一状态，以使第一供电电源向负载供电，包括：在默认工况下，控制第一供电模组和第二供电模组中的第二切换开关均呈第三状态，第一供电模组和第二供电模组中的第一切换开关均呈第一状态，以使第一供电模组中由第一供电电源输出电力，第二供电模组中由第二供电电源输出电力，第一供电电源和第二供电电源共同向负载供电；在默认工况下，控制第一供电模组和第二供电模组中的第二切换开关均呈第三状态，第一供电模组和第二供电模组中的第一切换开关均呈第一状态，以使第一供电模组中由第一供电电源输出电力，第二供电模组中由第二供电电源输出电力，第一供电电源和第二供电电源共同向负载供电之后，方法还包括：判断第二供电模组中的变压器的输出电压是否超出第一阈值范围；若是，则控制第二供电模组中的低压发电装置启动；判断第二供电模组中的低压发电装置的输出电压是否处于第一阈值范围内；若是，则控制第二供电模组中的第一切换开关切换至第二状态，以使第二供电模组中由低压发电装置向负载供电；若否，则判断第二供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围；若是，则控制中压发电装置启动；判断中压发电装置的输出电压是否处于第二阈值范围内；若是，则控制第二供电模组中的第二切换开关切换至第四状态，第二供电模组中的第一切换开关切换至第一状态，以使第二供电模组中由中压发电装置向负载供电。

在一种可选的方式中，若是，则控制第二供电模组中的低压发电装置启动，包括：若是，则判断第二供电模组中的变压器的输出电压超出第一阈值范围的持续时长是否大于第一时间阈值；若是，则控制第二供电模组中的低压发电装置启动；若否，则判断第二供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围，包括：若否，则判断第二供电模组中的低压发电装置的输出电压超出第一阈值范围的持续时长是否大于第二时间阈值；若是，则判断第二供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围；若是，则控制中压发电装置启动，包括：若是，则判断第二供电电源的输出电压超出第二阈值范围的持续时长是否大于第三时间阈值；若是，则控制中压发电装置启动。

本申请实施例提供的供电***中，通过在第一供电模组当中设置低压发电装置和变压器，并且低压发电装置和变压器分别连接于第一切换开关的两个输入端，并由第一切换开关的输出端用于连接负载进行供电，使低压发电装置位于更靠近负载的位置，从而仅需较短的线束便可以实现低压发电装置向负载供电，有效降低线束成本。通过将第一供电电源和中压发电装置则分别连接于第二切换开关的两个输入端，第二切换开关的输出端连接于变压器的输入端，使得第一供电电源和中压发电装置可以输出到同一个变压器，变压器既可以对第一供电电源输出的电压进行降压，也可以对中压发电装置输出的电压降压，同样可以降低成本，并且由于第一供电电源和中压发电装置一般布置于距离第一供电模组较远的位置，且第一供电电源和中压发电装置输出电压大、电流小，因此对第一供电电源和中压发电装置与变压器之间的线束要求较低，从而可以进一步降低成本。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明一实施例提供的供电模组的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的供电模组的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的供电模组的结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的供电模组的结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的供电模组的结构示意图；

图6为本发明另一实施例提供的供电模组的结构示意图；

图7为本发明另一实施例提供的供电模组的结构示意图；

图8为本发明另一实施例提供的供电模组的结构示意图；

图9为本发明另一实施例提供的供电模组的结构示意图；

图10为本发明一实施例提供的供电控制方法的流程图；

图11为图10中部分步骤的子步骤流程图；

图12为本发明另一实施例提供的供电控制方法中部分步骤的流程图；

图13为图12中部分步骤的子步骤流程图。

具体实施方式中的附图标号如下：

100、供电***；110、第一供电电源；120、中压发电装置；130、控制器；140、第一供电模组；141、低压发电装置；142、变压器；143、第一切换开关；144、第二切换开关；150、第二供电电源；160、第二供电模组；

500、负载。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

对于供电***中采用低压发电装置通过切换开关设置在市电供电电路上进行冗余的方式而言，由于供电电路线束一般较长，而低压发电装置的输出电流较大，为了满足电流的正常输出，不可避免地会造成线束成本高的问题，进而使配置N+X冗余的低压发电装置的整个供电***的成本增加。

基于此，本申请实施例提出一种供电***，具体地，通过在第一供电模组当中设置低压发电装置和变压器，并且低压发电装置和变压器分别连接于第一切换开关的两个输入端，并由第一切换开关的输出端用于连接负载进行供电，使低压发电装置位于更靠近负载的位置，从而仅需较短的线束便可以实现低压发电装置向负载供电，有效降低线束成本。通过将第一供电电源和中压发电装置则分别连接于第二切换开关的两个输入端，第二切换开关的输出端连接于变压器的输入端(变压器原边)，使得第一供电电源或中压发电装置的输出可以输出到同一个变压器，变压器既可以对第一供电电源输出的电压进行降压，也可以对中压发电装置输出的电压降压，同样可以降低成本，并且由于第一供电电源和中压发电装置一般布置于距离第一供电模组较远的位置，且第一供电电源和中压发电装置输出电压大、电流小，因此对第一供电电源和中压发电装置与变压器之间的线束要求较低，从而可以进一步降低成本。

本申请实施例提供的供电***在控制逻辑当中，通过第一切换开关优先切换低压发电装置进行应急电源供电，以充分利用低压发电装置响应速度快的特点，在第一供电电源故障时，可以保证低压发电装置快速接入对负载进行供电。为了确保可靠的冗余，在低压发电装置故障时，还可以通过第一切换开关和第二切换开关切换控制，使中压发电装置向负载进行供电。本申请实施例提供的供电***中，默认工况下第一供电电源向负载供电，优先切换低压发电装置进行供电以及次级切换中压发电装置进行供电这三种工况使得供电***得到可靠的冗余，提高供电***的应急能力，保障向负载的正常供电。

本申请实施例提供的供电***可以但不限于用于数据中心供电、工业园区供电、生产厂区供电等。

具体地，请参阅图1，图中示出了本申请实施例提供的供电***的结构示意图。如图中所示，供电***100包括：第一供电电源110、中压发电装置120、控制器130和第一供电模组140。第一供电模组140包括：低压发电装置141、变压器142、第一切换开关143和第二切换开关144。中压发电装置120、低压发电装置141、第一切换开关143和第二切换开关144均与控制器130信号连接。第二切换开关144的两个输入端分别与第一供电电源110和中压发电装置120的输出端连接，第二切换开关144的输出端与变压器142的输入端连接，第一切换开关143的两个输入端分别与低压发电装置141和变压器142的输出端连接，第一切换开关143的输出端用于与负载500连接。

第一切换开关143被配置为具有第一状态和第二状态，在第一状态下，第一切换开关143中仅与变压器142连接的输入端导通(即图1中第一切换开关143仅输入端1导通)，在第二状态下，第一切换开关143中仅与低压发电装置141连接的输入端导通(即图1中第一切换开关143仅输入端2导通)。第二切换开关144被配置为具有第三状态和第四状态，在第三状态下，第二切换开关144中仅与第一供电电源110连接的输入端导通(即图1中第二切换开关144仅输入端3导通)，在第四状态下，第二切换开关144中仅与中压发电装置120连接的输入端导通(即图1第二切换开关144中仅输入端4导通)。

如图2中所示，图中箭头方向表示默认工况下第一供电电源110向负载500供电时的电流流向。控制器130用于在默认工况下控制第一供电模组140中的第二切换开关144呈第三状态，第一供电模组140中的第一切换开关143呈第一状态，以使第一供电电源110向负载500供电。

如图3中所示，图中箭头方向表示低压发电装置141向负载500供电时的电流流向。控制器130用于在第一供电模组140中的变压器142的输出电压超出第一阈值范围时，控制第一供电模组140中的低压发电装置141启动，并在第一供电模组140中的低压发电装置141的输出电压处于第一阈值范围内时，控制第一供电模组140中的第一切换开关143切换至第二状态，以使第一供电模组140中由低压发电装置141向负载500供电。

如图4中所示，图中箭头方向表示中压发电装置120向负载500供电时的电流流向。控制器130用于在第一供电模组140中的低压发电装置141的输出电压超出第一阈值范围，且第一供电电源110的输出电压超出第二阈值范围时，控制中压发电装置120启动，并在中压发电装置120的输出电压处于第二阈值范围内时，控制第一供电模组140中的第二切换开关144切换至第四状态，第一供电模组140中的第一切换开关143切换至第一状态，以使第一供电模组140中由中压发电装置120向负载500供电。

第一供电电源110可以为市电，中压发电装置120可以为中压发电机，低压发电装置141可以为低压发电机。第一供电电源110和中压发电装置120的输出电流均为交流电，变压器142用于对第一供电电源110或中压发电装置120的输出电压进行降压，以确保由第一切换开关143向负载500输出的电压满足负载需求。

第一切换开关143和第二切换开关144均可以为自动转换开关。自动转换开关(Automatic transfer switching equipment，ATS，以下简称ATS开关)是用于将负载电路从一个电源自动切换至另一个(备用)电源的开关电器，以确保重要负荷连续、可靠运行。

为了充分利用低压发电装置141响应迅速的优点，将低压发电装置141直接部署于第一切换开关143的输入端进行冗余。在第一供电电源110故障时，低压发电装置141可以优先切换，实现快速响应并接入，以为负载500提供可靠电力。

为了使负载500可以得到充分可靠的电力支持，在低压发电装置141冗余的基础上，还设置了中压发电装置120做进一步的冗余。具体地，通过将第二切换开关144的两个输入端分别连接第一供电电源110和中压发电装置120，并将第二切换开关144的输出端连接于变压器142的输入端，实现第一供电电源110和中压发电装置120可以输出到变压器142，从而在第一供电电源110和低压发电装置141均故障时，通过接入中压发电装置120并经过变压器142降压后为负载500提供电力。中压发电装置120虽然距离负载500的接入端较远，但是由于中压发电装置120输出的电压大，电流小，因此对线束的导电载流量要求较低，可以有效避免成本的增加。

低压发电装置141和中压发电装置120均为供电***100中的应急电源供电装置并包含N+X冗余备份，因此如图2中所示，在默认工况下，第一切换开关143的输入端1导通，第二切换开关144的输入端3导通，第一供电电源110提供的电压经变压器142降压后，提供给负载500。

供电***100在默认工况下进行工作的过程中，控制器130会检测变压器142的输出电压，当变压器142的输出电压超出第一阈值范围时，控制器130先控制低压发电装置141启动，由于低压发电装置141从启动到输出电压稳定的过程需要一定的时间，为了保证向负载500输出的电压稳定可靠，因此控制器130在低压发电装置141启动后，会先检测低压发电装置141的输出电压，待低压发电装置141的输出电压处于第一阈值范围内时，再控制第一切换开关143切换至输入端2导通(如图3所示)，以使低压发电装置141向负载500输出可靠电力。第一阈值范围可以根据供电***100的应用场景或接入负载500的种类进行相应设置，对于数据中心等工业用电应用场景而言，第一阈值范围例如可以设定为340V～420V的三相交流电。

通过检测变压器142的输出电压来控制低压发电装置141的接入，相较于通过检测第一供电电源110的输出电压来控制低压发电装置141接入的情况而言，可以避免第一供电电源110输出电压正常，而变压器142故障时导致无法向负载500正常供电的问题。

基于此，为了能够快速确认故障部件，在一些实施例中，当变压器142的输出电压超出第一阈值范围时，控制器130不仅会控制低压发电装置141进行接入，还会检测第一供电电源110的输出电压，当检测到第一供电电源110的输出电压处于第二阈值范围内时，表明第一供电电源110输出正常，此时控制器130输出变压器故障信号，例如可以通过相应的指示灯或显示屏输出该故障信号。当检测到第一供电电源110的输出电压超出第二阈值范围时，表明第一供电电源110输出异常，控制器130则输出第一供电电源故障信号。经由控制器130输出相应的故障信号后，技术人员可以快速确定故障原因并进行针对性地维修。

当供电***100切换至由低压发电装置141进行供电时，控制器130检测低压发电装置141的输出电压和第一供电电源110的输出电压，当低压发电装置141的输出电压超出第一阈值范围，且第一供电电源110的输出电压超出第二阈值范围时，先控制中压发电装置120启动，并在中压发电装置120的输出电压处于第二阈值范围内时，控制第二切换开关144的输入端4导通，第一切换开关143的输入端1导通(如图4所示)，从而通过中压发电装置120向负载500提供电力。同样地，对于数据中心等工业用电的应用场景而言，第一供电电源110和中压发电装置120的输出电压一般为10KV三相交流电，通过变压器142将电压降低为380V三相交流电，因此第二阈值范围可以设定为9kV～11kV三相交流电。

本申请实施例提供的供电***100中，通过在第一供电模组140当中设置低压发电装置141和变压器142，并且低压发电装置141和变压器142分别连接于第一切换开关143的两个输入端，由第一切换开关143的输出端用于连接负载500进行供电，使低压发电装置141位于更靠近负载的位置，从而仅需较短的线束便可以实现低压发电装置141向负载500供电，有效降低线束成本。通过将第一供电电源110和中压发电装置120则分别连接于第二切换开关144的两个输入端，第二切换开关144的输出端连接于变压器142的输入端，使得第一供电电源110和中压发电装置120可以输出到同一个变压器142，变压器142既可以对第一供电电源110输出的电压进行降压，也可以对中压发电装置120输出的电压降压，并且由于中压发电装置120一般布置于距离第一供电模组140较远的位置，且中压发电装置120输出电压大、电流小，因此对中压发电装置120与变压器142之间的线束要求较低，从而可以进一步降低成本。

供电***100在控制逻辑当中，通过第一切换开关143优先切换低压发电装置141进行供电，以充分利用低压发电装置141响应速度快的特点，在第一供电电源110故障时，可以保证低压发电装置141快速接入对负载500进行供电。为了确保可靠的冗余，在低压发电装置141故障时，还可以通过第一切换开关143和第二切换开关144切换控制，使中压发电装置120向负载500进行供电。供电***100中，默认工况下第一供电电源110向负载500供电，优先切换低压发电装置141进行供电以及次级切换中压发电装置120进行供电这三种工况使得供电***100得到充分可靠的冗余，提高供电***100的应急供电能力，保障向负载500的正常供电。

为了防止因电压波动而引起控制器130判断出错，造成第一切换开关143或第二切换开关144误切换的问题，本申请还提出一种实施方式，具体地，控制器130用于在第一供电模组140中的变压器142的输出电压超出第一阈值范围且持续时长大于第一时间阈值时，控制第一供电模组140中的低压发电装置141启动。控制器130用于在对第一供电模组140中的低压发电装置141发出启动信号后，第一供电模组140中的低压发电装置141的输出电压超出第一阈值范围且持续时长大于第二时间阈值，并且第一供电电源110的输出电压超出第二阈值范围的持续时长大于第三时间阈值时，控制中压发电装置120启动。

具体地，可以根据经常出现的故障情况所得的经验，将第一时间阈值、第二时间阈值和第三时间阈值将三者设置为相等的时间或不等的时间，例如都可以设置为一分钟，或第一时间阈值和第二时间阈值为一分钟，第三时间阈值为二分钟，具体时间设定在此不做限定。

通过在变压器142的输出电压超出第一阈值范围且持续时长大于第一时间阈值时，再控制第一供电模组140中的低压发电装置141启动，使得当第一供电电源110供电电路中的电压出现短暂波动时，控制器130不会直接控制低压发电装置141启动，防止出现频繁切换的情况，只有当变压器142的输出电压出现长时间波动(即持续时长大于第一时间阈值)时，才去控制低压发电装置141接入进行供电。控制器130对于中压发电装置120的接入控制同理，以防止低压发电装置141的输出电压出现短暂波动时导致控制器130频繁启动中压发电装置120并接入进行供电。

在数据中心、办公楼、工业园区等应用场景下，供电***100需要在不同的区域向不同类型的负载500进行供电，基于此，本申请进一步提出一种实施方式，具体请参阅图5，图中示出了本申请另一实施例提供的供电***100的结构示意图。如图中所示，第一供电模组140的数量为多个。

第一供电模组140的数量为多个，是指在具体的应用场景下布置供电***100时，第一供电电源110和中压发电装置120设置于机房等重要电力调控区域，第一供电模组140中的第二切换开关144可以设置于机房当中，也可以设置于连接负载500的区域，第一供电模组140中的其他部件则需要设置于连接负载500的区域，从而通过第一切换开关143的输出端与负载500进行连接，实现对负载500的供电。

第一供电模组140的数量为多个且设置于不同区域时，中压发电装置120与各第一供电模组140之间的距离增大，供电路径变长。基于此，正是由于上文所提到的中压发电装置120的输出电压高，输出电流小，使得中压发电装置120与各第一供电模组140之间的线束所需成本较低，从而在线束长度增加的情况下，依然可以有效控制配电成本。

此外，多个第一供电模组140的控制逻辑相同，具体为在默认工况下，第一供电电源110向所有接入有负载500的第一供电模组140进行供电。当其中一个或某几个第一供电模组140中的变压器142输出电压超出第一阈值范围时，该一个或某几个第一供电模组140中的低压发电装置141启动并通过第一切换开关143进行接入为负载500供电。当所有的第一供电模组140中的变压器142输出电压均超出第一阈值范围时，则所有的第一供电模组140中的低压发电装置141均启动并进行接入。同样地，可以将中压发电装置120容量配置为大于或等于任意一个或任意某几个第一供电模组140的额定输出功率之和，从而当其中一个或某几个第一供电模组140中的低压发电装置141的输出电压超出第一阈值范围，且第一供电电源110的输出电压超出第二阈值范围时，则控制中压发电装置120启动并进行接入，使得该一个或某几个第一供电模组140中由中压发电装置120向负载500供电。

将第一供电模组140的数量设置为多个后，可以满足向具体应用场景下不同区域的负载500进行可靠的冗余供电。

进一步地，为了满足供电***100在不同状况下，均可以进行可靠、有效地冗余供电，本申请还提出一种实施方式，具体地，第一供电电源110的额定输出功率大于或等于所有的第一供电模组140的额定输出功率之和，低压发电装置141的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组的额定输出功率。中压发电装置120的额定输出功率大于或等于任意一个第一供电模组140的额定输出功率。

需要说明的是，由于第一供电模组140的输出电力是由第一供电电源110或低压发电装置141或中压发电装置120提供的，因此第一供电模组140的额定输出功率是指第一供电模组140接入负载500并向负载500供电时的功率。每个第一供电模组140的额定输出功率可以根据其接入负载500的类型进行相应设定，可以将每个第一供电模组140的额定输出功率设置为相等，当然每个第一供电模组140的额定输出功率也可以不等。

中压发电装置120的额定输出功率大于或等于任意一个第一供电模组140的额定输出功率，也即中压发电装置120的额定输出功率需要大于额定输出功率最大的第一供电模组140的输出功率值。

考虑到第一供电电源110和所有的低压发电装置141均发生故障的概率较小，并且中压发电装置120作为最后一级的冗余供电装置，在实际供电过程中，其很长时间是处于不工作的状态，因此，将中压发电装置120的额定输出功率设置为大于或等于所有的第一供电模组140的额定输出功率之和的话，会导致中压发电装置120成本的提升。

基于此，为了兼顾供电冗余和成本，将中压发电装置120的额定输出功率设置为大于或等于任意一个第一供电模组140的额定输出功率值，可以保证任意一个第一供电模组140中的低压发电装置141故障时，中压发电装置120均可以接入并正常向与该第一供电模组140连接的负载500提供稳定电力。

将第一供电电源110的额定输出功率设置为大于或等于所有的第一供电模组140的额定输出功率之和，可以保证默认工况下所有的第一供电模组140均可以正常接入负载500进行供电。将低压发电装置141的额定输出功率设置为大于或等于其所在的第一供电模组140的额定输出功率，可以保证第一供电电源110或变压器142故障时，低压发电装置141可以正常向与其所在的第一供电模组140连接的负载500提供电力。

为了进一步提高供电***100应对紧急情况的能力，本申请还提出一种实施方式，具体请参阅图6，图中示出了本申请另一实施例提供的供电***的结构。如图中所示，中压发电装置120的数量为多个，多个中压发电装置120的输出端与每个第二切换开关144的同一个输入端连接。

具体地，在需要中压发电装置120进行供电时，可以是多个中压发电装置120并机后输出电力，即若由中压发电装置120提供电力的一个或多个第一供电模组140的额定输出功率之和为P₁，则每个中压发电装置120的输出功率为P₁/n，其中n为并机的中压发电装置120的数量。可以理解，当其中部分中压发电装置120故障时，由其余可正常工作的中压发电装置120均摊该一个或多个第一供电模组140的额定输出功率之和为P₁，从而形成冗余的中压发电装置120，即中压发电装置冗余数为X，X大于1，以保证部分中压发电装置120故障时仍然可以通过其余中压发电装置120向负载500提供可靠电力。

在另外一些实施例中，多个中压发电装置120也可以不进行并机，而是为多个中压发电装置120设置优先级，在需要中压发电装置120接入供电时，首先由最高优先级的中压发电装置120接入进行供电，当最高优先级的中压发电装置120输出电压异常时(例如输出电压超出第二阈值范围时)，由下一级中压发电装置120接入进行供电，以此类推，实现中压发电装置120的冗余。

通过将中压发电装置120设置为多个并且互相形成冗余，使得部分中压发电装置120故障时，其余中压发电装置120仍然可以向负载500提供可靠的电力，从而提高供电***100的应急能力，保障电力的正常供应。

为了进一步提高供电***100的应急能力，本申请还提出一种实施方式，具体请参阅图7，图中示出了本申请另一实施例提供的供电***的结构。如图中所示，供电***100还包括第二供电电源150和第二供电模组160，第二供电模组160与第一供电模组140的结构相同，控制器130与第二供电模组160之间的连接方式和与第一供电模组140之间的连接方式相同，第二供电电源150与第二供电模组160之间的连接方式和第一供电电源110与第一供电模组140之间的连接方式相同。第一供电模组140和第二供电模组160共用低压发电装置141和中压发电装置120，第一供电模组140中的第一切换开关143的输出端与第二供电模组160中的第一切换开关143的输出端共同用于与负载500连接，且第一供电模组140中的第一切换开关143的输出端与第二供电模组160中的第一切换开关143的输出端之间互为冗余备份。控制器130对第二供电模组160的控制方式与对第一供电模组140的控制方式相同。

第一供电模组140中的第一切换开关143的输出端与第二供电模组160中的第一切换开关143的输出端之间互为冗余备份，是指在正常情况下，若负载500所需功率为P₂，则第一供电模组140中第一切换开关143的输出端和第二供电模组160中第一切换开关143的输出端分别向负载500提供的功率为P₂/2，或根据负载500的供电要求，负载其中一端的输入功率为0，另一端的输入功率为P₂。当第一供电模组140故障时，则由第二供电模组160中的第一切换开关143的输出端单独向负载500提供功率为P₂的电力，以保证负载500的正常工作。相反地，若第二供电模组160故障，则由第一供电模组140中的第一切换开关143的输出端单独向负载500提供功率为P₂的电力。

通过将第一供电模组140中的第一切换开关143的输出端与第二供电模组160中的第一切换开关143的输出端之间设置为互为冗余备份，使第一供电模组140和第二供电模组160形成2N冗余(N为输出给负载500的额定供电容量)，从而当第一供电模组140和第二供电模组160中的一个出现故障时，另一个仍然可以向负载500提供可靠电力，使得供电***100具备更加可靠的应急能力。

如图7中所示，第一供电模组140和第二供电模组160共用低压发电装置141和中压发电装置120，是指低压发电装置141的输出端同时与第一供电模组140以及第二供电模组160中的第一切换开关143的输入端4连接，中压发电装置120的输出端同时与第一供电模组140以及第二供电模组160中的第二切换开关144的输入端2连接。通过第一供电模组140和第二供电模组160共用低压发电装置141和中压发电装置120，可以在不影响供电***100冗余能力的基础上，减少低压发电装置141和中压发电装置120的数量，进而降低所需成本。

控制器130对第二供电模组160的控制方式与对第一供电模组140的控制方式相同，是指默认工况下，第一供电模组140中由第一供电电源110向负载500提供电力，第二供电模组160中由第二供电电源150向负载500提供电力。当第一供电电源110和/或第二供电电源150输出电压异常时，第一供电模组140和/或第二供电模组160中优先接入低压发电装置141向负载500供电，当低压发电装置141输出电压也异常时，则第一供电模组140和/或第二供电模组160接入中压发电装置120进行供电。

第一供电模组140和第二供电模组160形成2N的冗余备份，结合第一供电模组140和第二供电模组160各自具备的三种相互冗余供电工况，形成共计九种供电工况，使得供电***100具备较强的应急能力，从而保证负载500在紧急情况下的正常工作。

在具体应用场景下，为了使供电***100可以向不同区域的负载500进行供电，本申请进一步提出一种实施方式，请参阅图8，图中示出了本申请另一实施例提供的供电***的结构。如图中所示，第一供电模组140和第二供电模组160的数量相同且均为多个。第一供电模组140和第二供电模组160一一对应设置，且相对应的一个第一供电模组140和一个第二供电模组160共用一个低压发电装置141。所有的第一供电模组140和所有的第二供电模组160共用至少一个中压发电装置120。

具体地，如图8中所示，可以是所有的第一供电模组140和第二供电模组160共用一个中压发电装置120，也可以是将图6中所示的多个中压发电装置120的实施例对应结合至图8中所示的实施例当中，形成所有的第一供电模组140和第二供电模组160共用多个中压发电装置120的方案。

通过设置多个第一供电模组140和第二供电模组160，且第一供电模组140和第二供电模组160一一对应互为冗余备份，使得供电***100可以在不同区域向负载500提供可靠电力，保障各区域负载500可以正常、稳定地工作。

进一步地，在一些实施例中，第一供电电源110的额定输出功率大于或等于所有的第一供电模组140的额定输出功率之后，第二供电电源150的额定输出功率之和大于或等于所有的第二供电模组160的额定输出功率之和。低压发电装置141的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组140的额定输出功率和第二供电模组160的额定输出功率二者中的较大值。中压发电装置120的额定输出功率大于或等于任意一组具有一一对应关系的第一供电模组140的额定输出功率和第二供电模组160的额定输出功率二者中的较大值。

由于相对应的第一供电模组140和第二供电模组160互为冗余备份，因此第一供电模组140的额定输出功率与第二供电模组160的额定输出功率相等，计为P₃。在第一供电模组140和第二供电模组160同时向负载500进行供电时，第一供电模组140的实际输出功率和第二供电模组160的实际输出功率均不会达到其额定输出功率P₃，例如负载500为双电源供电，其两个输入端的功率均为额定输出功率P₃的一半，即P₃/2。当第一供电模组140和第二供电模组160中的一个异常，由另一个单独向负载500供电时，其向负载500输出的功率才会达到额定输出功率P₃。

以第一供电模组140和第二供电模组160的数量均为n，额定输出功率均为P₃为例，第一供电电源110的额定输出功率P₄≥nP₃，第二供电电源150的额定输出功率P₅≥nP₃。

考虑到第一供电电源110和第二供电电源150均发生故障的概率较低，因此只需将低压发电装置141的额定输出功率设置于大于或等于其所在的第一供电模组140的额定输出功率和第二供电模组160的额定输出功率二者中的较大值，便可以保证低压发电装置141在接入第一供电模组140中的第一切换开关143或第二供电模组160中的第一切换开关143时，均可以向负载500提供可靠功率的电力。中压发电装置120的额定输出功率同理，保证其可以接入任意一个第一供电模组140或任意一个第二供电模组160中均可以提供可靠功率的电力即可，此处不多赘述。

在实际应用当中，不同区域连接的负载，其供电的优先保障级别可能有所差异，基于此，本申请进一步提出一种实施方式，具体请参阅图9，图中示出了本申请另一实施例提供的供电***的结构。如图中所示，第一供电模组140的数量大于第二供电模组160的数量。第一供电模组140和第二供电模组160一一对应设置，且相对应的一个第一供电模组140和一个第二供电模组160共用一个低压发电装置141，所有的第一供电模组140和所有的第二供电模组160共用至少一个中压发电装置120。其余的与第二供电模组160没有一一对应关系的第一供电模组140中的第一切换开关143用于单独与负载500连接。

需要说明的是，图9中所示的实施例可以理解为第一供电电源110、第二供电电源150和中压发电装置120不变，将图7所示实施例中的具有对应关系的第一供电模组140和第二供电模组160与图1所示实施例中的第一供电模组140分别布置于不同的区域并为负载500连接进行供电。基于此，也可以将图5或图6所示实施例中的多个第一供电模组140与图8所示实施例中多个具有一一对应关系的第一供电模组140和第二供电模组160进行结合，分别将它们设置于多个不同的区域为负载500提供电力。

可以理解的是，由于具有对应关系的第一供电模组140和第二供电模组160之间互为冗余备份，因此其相较于由单独的第一供电模组140进行供电的方式而言，应急供电的冗余能力较强，因此可以将具有对应关系的第一供电模组140和第二供电模组160设置于重点区域，也即设置于需要负载500连续、稳定、可靠地进行工作的区域，保障紧急情况下该区域负载500的稳定工作，而单独的第一供电模组140则可以设置在对于负载500工作要求相对较低的区域，以控制供电***100的整体成本。

进一步地，在一些实施例中，第一供电电源110的额定输出功率大于或等于所有的第一供电模组140的额定输出功率之和，第二供电电源150的额定输出功率大于或等于所有的第二供电模组160的额定输出功率之和。有具有一一对应关系的第一供电模组140和第二供电模组160共用的低压发电装置141的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组140的额定输出功率和第二供电模组160的额定输出功率二者中的较大值。其余的与第二供电模组160没有一一对应关系的第一供电模组140中的低压发电装置141的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组140的额定输出功率。中压发电装置120的额定输出功率大于或等于任意一组具有一一对应关系的第一供电模组140的额定输出功率和第二供电模组160的额定输出功率二者中的较大值，中压发电装置120的额定输出功率还大于或等于任意一个与第二供电模组160没有一一对应关系的第一供电模组140的额定输出功率。

第一供电电源110的额定输出功率大于或等于所有的第一供电模组140的额定输出功率之和，第二供电电源150的额定输出功率大于或等于所有的第二供电模组160的额定输出功率之和，保证在默认工况下，所有的第一供电模组140中均可以通过第一供电电源110向负载500供电。共用的低压发电装置141的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组140的额定输出功率和第二供电模组160的额定输出功率二者中的较大值，保证低压发电装置141可以正常向与其所在的第一供电模组140或第二供电模组160连接的负载500供电。其余的与第二供电模组160没有一一对应关系的第一供电模组140中的低压发电装置141的额定输出功率大于或等于其所在的第一供电模组140的额定输出功率，保证低压发电装置141可以正常向与其所在的第一供电模组140连接的负载500供电。中压发电装置120的额定输出功率大于或等于任意一组具有一一对应关系的第一供电模组140的额定输出功率和第二供电模组160的额定输出功率二者中的较大值，并且还大于或等于任意一个与第二供电模组160没有一一对应关系的第一供电模组140的额定输出功率，保证中压发电装置120可以向与任意一个第一供电模组140(无论该第一供电模组140是否与第二供电模组160具有一一对应关系)或第二供电模组160连接的负载500供电。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种供电控制方法，该方法应用于上述任一实施例中的供电***100，具体地，该方法由供电***100中的控制器130执行。具体请参阅图10，图中示出了供电控制方法的流程。如图中所示，该方法包括以下步骤：

步骤210：在默认工况下，控制第一供电模组中的第二切换开关呈第三状态，第一供电模组中的第一切换开关呈第一状态，以使第一供电电源向负载供电。

步骤220：判断第一供电模组中的变压器的输出电压是否超出第一阈值范围。

在本步骤中，控制器先检测并获取变压器的输出电压，接着再对变压器的输出电压是否超出第一阈值范围进行判断。

若步骤220判断为是，则执行步骤230：控制第一供电模组中的低压发电装置启动。

步骤240：判断第一供电模组中的低压发电装置的输出电压是否处于第一阈值范围内。

若步骤240判断为是，则执行步骤250：控制第一供电模组中的第一切换开关切换至第二状态，以使第一供电模组中由低压发电装置向负载供电。

若步骤240判断为否，则执行步骤260：判断第一供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围。

若步骤260判断为是，则执行步骤270：控制中压发电装置启动。

步骤280：判断中压发电装置的输出电压是否处于第二阈值范围内。

若步骤280判断为是，则执行步骤290：控制第一供电模组中的第二切换开关切换至第四状态，第一供电模组中的第一切换开关切换至第一状态，以使第一供电模组中由中压发电装置向负载供电。

本申请实施例提供的供电控制方法中，通过优先切换低压发电装置进行供电，以充分利用低压发电装置响应速度快的特点，在第一供电电源故障时，可以保证低压发电装置快速接入对负载进行供电。为了确保可靠的冗余，在低压发电装置故障时，还可以通过控制第一切换开关和第二切换开关切换控制，使中压发电装置向负载进行供电。在该供电控制方法中，默认工况下控制第一供电电源向负载供电，优先控制切换低压发电装置进行供电以及次级控制切换中压发电装置进行供电这三种工况使得供电***得到充分可靠的冗余，提高供电***的应急能力，保障向负载的正常供电。

请参阅图11，图中示出了上述步骤230、步骤260和步骤270的子步骤。如图中所示，在一些实施例中，上述步骤230包括以下步骤：

步骤231：判断第一供电模组中的变压器的输出电压超出第一阈值范围的持续时长是否大于第一时间阈值。

具体地，在本步骤中，控制器会记录变压器的输出电压超出第一阈值范围的持续时长，并在记录该持续时长的过程中，判断其是否超出第一时间阈值。

若步骤231判断为是，则执行步骤232：控制第一供电模组中的低压发电装置启动。

上述步骤260包括以下步骤：

步骤261：判断第一供电模组中的低压发电装置的输出电压超出第一阈值范围的持续时长是否大于第二时间阈值。

若步骤261判断为是，则执行步骤262：判断第一供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围。

上述步骤270包括以下步骤：

步骤271：判断第一供电电源的输出电压超出第二阈值范围的持续时长是否大于第三时间阈值。

若步骤271判断为是，则执行步骤272：控制中压发电装置启动。

通过在变压器的输出电压超出第一阈值范围且持续时长大于第一时间阈值时，再控制第一供电模组中的低压发电装置启动，使得当第一供电电源供电电路中的电压出现短暂波动时，不会直接控制低压发电装置启动，防止出现频繁切换的情况，只有当变压器的输出电压出现长时间波动(即持续时长大于第一时间阈值)时，才去控制低压发电装置接入进行供电。对于中压发电装置的接入控制同理，以防止低压发电装置的输出电压出现短暂波动时导致控制器频繁启动中压发电装置并接入进行供电。

在一些实施例中，供电***还包括第二供电电源和第二供电模组，第二供电模组与第一供电模组的结构相同，第二供电电源与第二供电模组之间的连接方式与第一供电电源与第一供电模组之间的连接方式相同；第一供电模组和第二供电模组共用低压发电装置和中压发电装置，第一供电模组中的第一切换开关的输出端与第二供电模组中的第一切换开关的输出端共同用于与负载连接，且第一供电模组中的第一切换开关的输出端与第二供电模组中的第一切换开关的输出端之间互为冗余备份。请参阅图12，图中示出了上述步骤210的子步骤及该子步骤之后的步骤。如图中所示，上述步骤210包括以下步骤：

步骤211：在默认工况下，控制第一供电模组和第二供电模组中的第二切换开关均呈第三状态，第一供电模组和第二供电模组中的第一切换开关均呈第一状态，以使第一供电模组中由第一供电电源输出电力，第二供电模组中由第二供电电源输出电力，第一供电电源和第二供电电源共同向负载供电。

步骤211之后，供电控制方法还包括以下步骤(需要说明的是，以下步骤与上述步骤220及其之后的步骤之间没有顺序关系，这两套步骤之间为相互独立的分支，二者各自按顺序独立执行)：

步骤320：判断第二供电模组中的变压器的输出电压是否超出第一阈值范围。

若步骤320判断为是，则执行步骤330：控制第二供电模组中的低压发电装置启动。

步骤340：判断第二供电模组中的低压发电装置的输出电压是否处于第一阈值范围内。

若步骤340判断为是，则执行步骤350：控制第二供电模组中的第一切换开关切换至第二状态，以使第二供电模组中由低压发电装置向负载供电。

若步骤340判断为否，则执行步骤360：判断第二供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围。

若步骤360判断为是，则执行步骤370：控制中压发电装置启动。

步骤380：判断中压发电装置的输出电压是否处于第二阈值范围内。

若步骤380判断为是，则执行步骤390：控制第二供电模组中的第二切换开关切换至第四状态，第二供电模组中的第一切换开关切换至第一状态，以使第二供电模组中由中压发电装置向负载供电。

对第二供电模组的控制逻辑与对第一供电模组的控制逻辑相同，并且二者的控制相互独立，使第一供电模组和第二供电模组形成2N冗余(N为一一对应的第一供电模组和第二供电模组输出的额定供电容量的较小值)，从而当第一供电模组和第二供电模组中的一个出现故障时，仍然可以控制另一个向负载提供可靠电力，使得供电***具备更加可靠的应急能力。

进一步地，请参阅图13，图中示出了上述步骤330、步骤360和步骤370的子步骤。如图中所示，在一些实施例中，上述步骤330包括以下步骤：

步骤331：判断第二供电模组中的变压器的输出电压超出第一阈值范围的持续时长是否大于第一时间阈值。

若步骤331判断为是，则执行步骤332：控制第二供电模组中的低压发电装置启动。

上述步骤360包括以下步骤：

步骤361：判断第二供电模组中的低压发电装置的输出电压超出第一阈值范围的持续时长是否大于第二时间阈值。

若步骤361判断为是，则执行步骤362：判断第二供电电源的输出电压是否超出第二阈值范围。

上述步骤370包括以下步骤：

步骤371：判断第二供电电源的输出电压超出第二阈值范围的持续时长是否大于第三时间阈值。

若步骤371判断为是，则执行步骤372：控制中压发电装置启动。

通过在第二供电模组中的变压器的输出电压超出第一阈值范围且持续时长大于第一时间阈值时，再控制第二供电模组中的低压发电装置启动，使得当第二供电电源供电电路中的电压出现短暂波动时，不会直接控制第二供电模组中低压发电装置启动，防止出现频繁切换的情况，只有当第二供电模组中的变压器的输出电压出现长时间波动(即持续时长大于第一时间阈值)时，才去控制第二供电模组中低压发电装置接入进行供电。对于中压发电装置的接入控制同理，以防止低压发电装置的输出电压出现短暂波动时导致控制器频繁地启动中压发电装置并接入第二供电模组中进行供电。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种供电***，其特征在于，包括：第一供电电源、中压发电装置、控制器和第一供电模组；

所述第一供电模组包括：低压发电装置、变压器、第一切换开关和第二切换开关；

所述中压发电装置、所述低压发电装置、所述第一切换开关和所述第二切换开关均与所述控制器信号连接；

所述第二切换开关的两个输入端分别与所述第一供电电源和所述中压发电装置的输出端连接，所述第二切换开关的输出端与所述变压器的输入端连接；所述第一切换开关的两个输入端分别与所述低压发电装置和所述变压器的输出端连接，所述第一切换开关的输出端用于与负载连接；

所述第一切换开关被配置为具有第一状态和第二状态；在所述第一状态下，所述第一切换开关中仅与所述变压器连接的输入端导通；在所述第二状态下，所述第一切换开关中仅与所述低压发电装置连接的输入端导通；

所述第二切换开关被配置为具有第三状态和第四状态；在所述第三状态下，所述第二切换开关中仅与所述第一供电电源连接的输入端导通；在所述第四状态下，所述第二切换开关中仅与所述中压发电装置连接的输入端导通；

所述控制器用于在默认工况下控制所述第一供电模组中的所述第二切换开关呈所述第三状态，所述第一供电模组中的所述第一切换开关呈所述第一状态，以使所述第一供电电源向所述负载供电；

所述控制器用于在所述第一供电模组中的所述变压器的输出电压超出第一阈值范围时，控制所述第一供电模组中的所述低压发电装置启动，并在所述第一供电模组中的所述低压发电装置的输出电压处于所述第一阈值范围内时，控制所述第一供电模组中的所述第一切换开关切换至所述第二状态，以使所述第一供电模组中由所述低压发电装置向所述负载供电；

所述控制器用于在所述第一供电模组中的所述低压发电装置的输出电压超出所述第一阈值范围，且所述第一供电电源的输出电压超出第二阈值范围时，控制所述中压发电装置启动，并在所述中压发电装置的输出电压处于所述第二阈值范围内时，控制所述第一供电模组中的所述第二切换开关切换至所述第四状态，所述第一供电模组中的所述第一切换开关切换至所述第一状态，以使所述第一供电模组中由所述中压发电装置向所述负载供电。

2.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，所述控制器用于在所述第一供电模组中的所述变压器的输出电压超出所述第一阈值范围且持续时长大于第一时间阈值时，控制所述第一供电模组中的所述低压发电装置启动；

所述控制器用于在所述第一供电模组中的所述低压发电装置启动后，所述第一供电模组中的所述低压发电装置的输出电压超出所述第一阈值范围且持续时长大于第二时间阈值，并且所述第一供电电源的输出电压超出所述第二阈值范围且持续时长大于第三时间阈值时，控制所述中压发电装置启动。

3.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，所述第一供电模组的数量为多个。

4.根据权利要求3所述的供电***，其特征在于，所述第一供电电源的额定输出功率大于或等于所有的所述第一供电模组的额定输出功率之和；所述低压发电装置的额定输出功率大于或等于其所在的所述第一供电模组的额定输出功率；所述中压发电装置的额定输出功率大于或等于任意一个所述第一供电模组的额定输出功率。

5.根据权利要求3所述的供电***，其特征在于，所述中压发电装置的数量为多个，且多个所述中压发电装置的输出端与每个所述第二切换开关的同一个输入端连接。

6.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，所述供电***还包括第二供电电源和第二供电模组，所述第二供电模组与所述第一供电模组的结构相同，所述控制器与所述第二供电模组之间的连接方式和与所述第一供电模组之间的连接方式相同，所述第二供电电源与所述第二供电模组之间的连接方式和所述第一供电电源与所述第一供电模组之间的连接方式相同；

所述第一供电模组和所述第二供电模组共用所述低压发电装置和所述中压发电装置，所述第一供电模组中的所述第一切换开关的输出端与所述第二供电模组中的所述第一切换开关的输出端共同用于与所述负载连接，且所述第一供电模组中的所述第一切换开关的输出端与所述第二供电模组中的所述第一切换开关的输出端之间互为冗余备份；

所述控制器对所述第二供电模组的控制方式与对所述第一供电模组的控制方式相同。

7.根据权利要求6所述的供电***，其特征在于，所述第一供电模组和所述第二供电模组的数量相同且均为多个；

所述第一供电模组和所述第二供电模组一一对应设置，且相对应的一个所述第一供电模组和一个所述第二供电模组共用一个所述低压发电装置；

所有的所述第一供电模组和所有所述第二供电模组共用至少一个所述中压发电装置。

8.根据权利要求7所述的供电***，其特征在于，所述第一供电电源的额定输出功率大于或等于所有的所述第一供电模组的额定输出功率之和，所述第二供电电源的额定输出功率大于或等于所有的所述第二供电模组的额定输出功率之和；所述低压发电装置的额定输出功率大于或等于其所在的所述第一供电模组的额定输出功率和所述第二供电模组的额定输出功率二者中的较大值；所述中压发电装置的额定输出功率大于或等于任意一组具有一一对应关系的所述第一供电模组的额定输出功率和所述第二供电模组的额定输出功率二者中的较大值。

9.根据权利要求6所述的供电***，其特征在于，所述第一供电模组的数量大于所述第二供电模组的数量；

所述第一供电模组和所述第二供电模组一一对应设置，且相对应的一个所述第一供电模组和一个所述第二供电模组共用一个所述低压发电装置；

所有的所述第一供电模组和所有所述第二供电模组共用至少一个所述中压发电装置；

其余的与所述第二供电模组没有一一对应关系的所述第一供电模组中的所述第一切换开关用于单独与所述负载连接。

10.根据权利要求9所述的供电***，其特征在于，所述第一供电电源的额定输出功率大于或等于所有的所述第一供电模组的额定输出功率之和，所述第二供电电源的额定输出功率大于或等于所有的所述第二供电模组的额定输出功率之和；由具有一一对应关系的所述第一供电模组和所述第二供电模组共用的所述低压发电装置的额定输出功率大于或等于其所在的所述第一供电模组的额定输出功率和所述第二供电模组的额定输出功率二者中的较大值；其余的与所述第二供电模组没有一一对应关系的所述第一供电模组中的所述低压发电装置的额定输出功率大于或等于其所在的所述第一供电模组的额定输出功率；所述中压发电装置的额定输出功率大于或等于任意一组具有一一对应关系的所述第一供电模组的额定输出功率和所述第二供电模组的额定输出功率二者中的较大值，所述中压发电装置的额定输出功率还大于或等于任意一个与所述第二供电模组没有一一对应关系的所述第一供电模组的额定输出功率。

11.一种供电控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-10中任一项所述的供电***，所述方法包括：

在默认工况下，控制所述第一供电模组中的所述第二切换开关呈所述第三状态，所述第一供电模组中的所述第一切换开关呈所述第一状态，以使所述第一供电电源向所述负载供电；

判断所述第一供电模组中的所述变压器的输出电压是否超出所述第一阈值范围；

若是，则控制所述第一供电模组中的所述低压发电装置启动；

判断所述第一供电模组中的所述低压发电装置的输出电压是否处于所述第一阈值范围内；

若是，则控制所述第一供电模组中的所述第一切换开关切换至所述第二状态，以使所述第一供电模组中由所述低压发电装置向所述负载供电；

若否，则判断所述第一供电电源的输出电压是否超出所述第二阈值范围；

若是，则控制所述中压发电装置启动；

判断所述中压发电装置的输出电压是否处于所述第二阈值范围内；

若是，则控制所述第一供电模组中的所述第二切换开关切换至所述第四状态，所述第一供电模组中的所述第一切换开关切换至所述第一状态，以使所述第一供电模组中由所述中压发电装置向所述负载供电。

12.根据权利要求11所述的供电控制方法，其特征在于，所述若是，则控制所述第一供电模组中的所述低压发电装置启动，包括：

若是，则判断所述第一供电模组中的所述变压器的输出电压超出所述第一阈值范围的持续时长是否大于第一时间阈值；

若是，则控制所述第一供电模组中的所述低压发电装置启动；

所述若否，则判断所述第一供电电源的输出电压是否超出所述第二阈值范围，包括：

若否，则判断所述第一供电模组中的所述低压发电装置的输出电压超出所述第一阈值范围的持续时长是否大于第二时间阈值；

若是，则判断所述第一供电电源的输出电压是否超出所述第二阈值范围；

所述若是，则控制所述中压发电装置启动，包括：

若是，则判断所述第一供电电源的输出电压超出所述第二阈值范围的持续时长是否大于第三时间阈值；

若是，则控制所述中压发电装置启动。

13.根据权利要求11或12所述的供电控制方法，其特征在于，所述供电***还包括第二供电电源和第二供电模组，所述第二供电模组与所述第一供电模组的结构相同，所述第二供电电源与所述第二供电模组之间的连接方式与所述第一供电电源与所述第一供电模组之间的连接方式相同；所述第一供电模组和所述第二供电模组共用所述低压发电装置和所述中压发电装置，所述第一供电模组中的所述第一切换开关的输出端与所述第二供电模组中的所述第一切换开关的输出端共同用于与所述负载连接，且所述第一供电模组中的所述第一切换开关的输出端与所述第二供电模组中的所述第一切换开关的输出端之间互为冗余备份；

所述在默认工况下，控制所述第一供电模组中的所述第二切换开关呈所述第三状态，所述第一供电模组中的所述第一切换开关呈所述第一状态，以使所述第一供电电源向所述负载供电，包括：

在默认工况下，控制所述第一供电模组和所述第二供电模组中的所述第二切换开关均呈所述第三状态，所述第一供电模组和所述第二供电模组中的所述第一切换开关均呈所述第一状态，以使所述第一供电模组中由所述第一供电电源输出电力，所述第二供电模组中由所述第二供电电源输出电力，所述第一供电电源和所述第二供电电源共同向所述负载供电；

所述在默认工况下，控制所述第一供电模组和所述第二供电模组中的所述第二切换开关均呈所述第三状态，所述第一供电模组和所述第二供电模组中的所述第一切换开关均呈所述第一状态，以使所述第一供电模组中由所述第一供电电源输出电力，所述第二供电模组中由所述第二供电电源输出电力，所述第一供电电源和所述第二供电电源共同向所述负载供电之后，所述方法还包括：

判断所述第二供电模组中的所述变压器的输出电压是否超出所述第一阈值范围；

若是，则控制所述第二供电模组中的所述低压发电装置启动；

判断所述第二供电模组中的所述低压发电装置的输出电压是否处于所述第一阈值范围内；

若是，则控制所述第二供电模组中的所述第一切换开关切换至所述第二状态，以使所述第二供电模组中由所述低压发电装置向所述负载供电；

若否，则判断所述第二供电电源的输出电压是否超出所述第二阈值范围；

若是，则控制所述中压发电装置启动；

判断所述中压发电装置的输出电压是否处于所述第二阈值范围内；

若是，则控制所述第二供电模组中的所述第二切换开关切换至所述第四状态，所述第二供电模组中的所述第一切换开关切换至所述第一状态，以使所述第二供电模组中由所述中压发电装置向所述负载供电。

14.根据权利要求13所述的供电控制方法，其特征在于，所述若是，则控制所述第二供电模组中的所述低压发电装置启动，包括：

若是，则判断所述第二供电模组中的所述变压器的输出电压超出所述第一阈值范围的持续时长是否大于第一时间阈值；

若是，则控制所述第二供电模组中的所述低压发电装置启动；

所述若否，则判断所述第二供电电源的输出电压是否超出所述第二阈值范围，包括：

若否，则判断所述第二供电模组中的所述低压发电装置的输出电压超出所述第一阈值范围的持续时长是否大于第二时间阈值；

若是，则判断所述第二供电电源的输出电压是否超出所述第二阈值范围；

所述若是，则控制所述中压发电装置启动，包括：

若是，则判断所述第二供电电源的输出电压超出所述第二阈值范围的持续时长是否大于第三时间阈值；

若是，则控制所述中压发电装置启动。

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