CN116436149A - 不间断电源、包括多个不间断电源的***和控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种包括不间断电源、多个不间断电源的***和控制方法，***包括柴油发电机，柴油发电机的输出端连接到不间断电源的市电输入端，市电输入端还用于连接电网，多个不间断电源相互之间不通讯，方法包括：判断市电输入端能否供电；若能，则基于预设的不同的第一延时时间段，逐一控制多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态，当前状态为待机状态或电池供能状态。

Description

不间断电源、包括多个不间断电源的***和控制方法

技术领域

本申请实施例涉及电力领域，尤其涉及一种不间断电源、包括多个不间断电源的***和控制方法。

背景技术

动力舱***由自动切换开关和至少两台不间断电源组成，可通过市电和柴油发电机组于***的市电输入端进行能量输入。通过自动切换开关进行切换，可选择市电或者是柴油发电机组，通过不间断电源为负载供电，其中，多台不间断电源之间相互独立，无并机通信。

正常情况下是通过市电进行供能，当市电掉电时，多台不间断电源会由市电供能切换到电池供能，当柴油发电机组启动完成后，多台不间断电源再同时由电池供能切换到柴油发电机组供能，此时负载瞬间加到市电输入端上，市电输入端电压被拉低，低于正常电压范围，不间断电源会由柴油发电机组供能切换至电池供能。切换至电池供能后，柴油发电机组电压恢复正常，不间断电源又由电池供能切换到柴油发电机组供能，市电输入端电压又被拉低，反复循环。这样导致频繁切换，不利于供电稳定。

发明内容

本申请实施例提供了一种不间断电源、包括多个不间断电源的***和控制方法。

一种包括多个不间断电源的***的控制方法，所述***包括柴油发电机，所述柴油发电机的输出端连接到所述不间断电源的市电输入端，所述市电输入端还用于连接电网，所述多个不间断电源相互之间不通讯，所述方法包括：

判断所述市电输入端能否供电；

若能，则基于预设的不同的第一延时时间段，逐一控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态，所述当前状态为待机状态或电池供能状态。

可选的，若所述市电输入端能供电，则所述基于预设的不同的第一延时时间段，逐一控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态之前，所述方法还包括：

判断所述市电输入端是否由所述柴油发电机供电；

若是，则执行所述基于预设的不同的第一延时时间段，逐一控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态的步骤；

若否，则控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态。

可选的，所述判断所述市电输入端能否供电，包括：

获取市电输入端电压和市电输入端频率；

判断当前是否所述市电输入端电压处于预设的第一电压范围且所述市电输入端频率处于预设的第一频率范围；

若是，则确定所述市电输入端能供电；

若否，则控制所述不间断电源处于所述待机状态或所述电池供能状态。

可选的，若所述市电输入端不能供电，所述控制所述不间断电源处于所述待机状态或所述电池供能状态之前，所述方法还包括：

判断所述不间断电源的电池能否供电；

所述控制所述不间断电源处于所述待机状态或所述电池供能状态，包括：

若所述电池能供电，则控制所述不间断电源处于所述电池供能状态；

若所述电池不能供电，则控制所述不间断电源处于所述待机状态。

可选的，所述判断所述不间断电源的电池能否供电，具体包括：

判断所获取的电池电压是否处于预设的第二电压范围；

若是，则确定所述电池能供电；

若否，则确定所述电池不能供电。

可选的，所述控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态，具体包括：

控制连接所述市电输入端的开关导通，并基于预设的第二延时时间段延时断开连接所述不间断电源的直流输入端的开关，以通过所述市电输入端给负载供能。

可选的，所述控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态之后，所述方法还包括：

减小连接所述市电输入端的所述不间断电源的变换模块的环路参数。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

判断市电输入端能否供电，若能，则基于第一延时时间段，逐一控制多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态。当市电输入端能供电时，基于预先设定好的各不相同的多个第一延时时间段，可以确定不同的时间点，依据不同的时间点一个接一个地控制不间断电源，以由当前状态切换到市电输入端供能状态，即多台不间断电源分时切换状态。这样在由当前状态切换到市电输入端供能状态时，不会导致市电输入端的电压被拉低至正常电压范围之外，避免反复切换，保证了供电稳定。

本发明提供一种不间断电源，所述不间断电源执行上述任意一项所述的方法。

本发明进一步提供一种包括多个不间断电源的***，所述***包括：柴油发电机、自动转换开关、多个如上所述的不间断电源，且所述不间断电源相互之间不通讯；

所述自动转换开关的输入端分别用于连接所述柴油发电机和电网，所述自动转换开关的输出端连接多个不间断电源的市电输入端，所述不间断电源的输出端用于连接负载并为所述负载供能。

本发明提供的不间断电源和包括多个不间断电源的***，继承了上述控制方法，因此也具有相同的优点。

附图说明

图1为本申请的控制方法一个实施例示意图；

图2为本申请的控制方法另一实施例示意图；

图3为本申请的控制方法另一实施例示意图；

图4为本申请的不间断电源实施例示意图；

图5为本申请的***实施例示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种包括多个不间断电源的***、控制方法和装置。

一般的不间断电源(即UPS)的逻辑是，在市电输入端有电的时候，市电通过变换器给负载供电，当市电掉电时，切换到电池给负载供电。对于有柴油发电机的情况，柴油发电机会通过切换开关连接到市电输入端，在市电掉电时，可以选择由柴油机供电。但由于柴油机启动需要时间，为避免负载掉电，一般在发现市电掉电时，会优先切换到电池供电，当检测到柴油机能够正常供电后，由电池供电切换到柴油机供电，减少电池能量损耗。对于包括多个UPS的***，如果多个UPS之间没有通讯，当柴油机启动后，全部UPS都会检测到柴油机能够正常供电，每一台UPS都会从电池供电切换到柴油机供电，由于柴油发电机是一个弱电网，如果同时启动多台UPS，很可能将输出电压拉低，甚至无法供电，由此，UPS又要切换到电池供电，如此反复。并且，多个不间断电源同时切换会使得市电输入端的电压发生振荡，甚至基波有效值并不稳定在220V，不能有效供电。为解决上述问题，本申请提供了一种包括多个不间断电源的***、控制方法和装置，以避免反复切换，避免同样的场景下市电输入端的电压和频率发生振荡，保证了供电稳定性，给用户带来较好的体验。

下面对本申请的***的控制方法进行描述。请参阅图1，本申请的***的控制方法一个实施例，所涉及的***包括柴油发电机，柴油发电机的输出端连接到不间断电源的市电输入端，市电输入端还用于连接电网，多个不间断电源相互之间不通讯，方法包括：

101、判断市电输入端能否供电，若是，则执行步骤102，若否，则执行步骤103；

具体的，判断当前是否市电输入端电压处于预设的第一电压范围且市电输入端频率处于预设的第一频率范围，即判断市电输入端的电压和频率是否都在预设的正常范围内，若两者都在正常范围内，则确认市电输入端能够供电，若两者都不在正常范围内或其中一个不在正常范围内，则判定市电输入端不能够供电，控制不间断电源处于待机状态或电池供能状态。

102、基于预设的不同的第一延时时间段，逐一控制多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态；

当市电输入端能供电时，基于预设的不同的第一延时时间段，逐一控制多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态，当前状态为待机状态或电池供能状态。其中，第一延时时间段可以有多个，且每个都不同。另外，多台不间断电源也是根据多个第一延时时间段来进行控制的，第一延时时间段的数量与不间断电源的数量相同。具体的，可利用地址来得到第一延时时间段，可利用但不限于以下公式来对第一延时时间段进行确认：

T＝(不间断电源地址-1)*x；

其中，T为第一延时时间段，x为两台不间断电源切换状态的间隔时间段。时间间隔，要避免过短，避免前后前一不间断电源还没正常接入而后一台不间断电源又接入的情况。每两台不间断电源之间的时间间隔可以相同也可不同，具体此处不做限定。

例如，预先设定不同的第一延时时间段，分别为延时5秒、延时10秒、延时15秒和延时20秒，对应有4台不间断电源，当延时时间达5秒时，将对应地址的第一台不间断电源的状态进行切换，当延时时间达10秒时，将对应地址的第二台不间断电源的状态进行切换，当延时时间达15秒时，将对应地址的第三台不间断电源的状态进行切换，当延时时间达20秒时，将对应地址的第四台不间断电源的状态进行切换，以此类推。

应该说明的是，在步骤102所述的第一延时时间段期间内，UPS的维持在当前状态，当前状态是待机状态则维持在待机，当前状态是电池供能状态则维持电池供能。

103、控制不间断电源处于待机状态或电池供能状态。

当市电输入端不能供电，表示市电和柴油发发电机都不能供电，不间断电源无法正常从市电输入端获取能量，因此此时不间断电源处于待机状态或由电池给负载供能。如果当前状态时电池供能时且电池还能供电，则可以维持当前的电池供能状态；如果当前状态时待机状态，则说明是***启动时刻，此时可以根据需求选择是否进入电池供能状态。

本申请实施例中，判断市电输入端能否供电，若能，则基于第一延时时间段，逐一控制多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态。当市电输入端能供电时，基于预先设定好的各不相同的多个第一延时时间段，每台UPS对应不同的延时时间，即每台UPS在不同的时间点执行切换，以由当前状态切换到市电输入端供能状态。这样在由当前状态切换到市电输入端供能状态时，不会导致市电输入端的电压被拉低至正常电压范围之外，避免反复切换，保证了供电稳定性。

请参阅图2，对于步骤101，进一步的，当市电输入端能供电时，可以先执行步骤201：判断市电输入端是否由柴油发电机供电，若是，则执行步骤102，若否，则执行步骤202：控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态。

若市电输入端能够供电，且是由柴油发电机供电，此时依据上述步骤102逐一控制不间断电源切换到市电输入端供能，避免多台UPS同时加入到柴油发电机导致输出电压被拉胯。

若市电输入端能供电，且不是由柴油发电机供电，则此时是市电供电，由于市电相比柴油发电是强电网，多台UPS同时切换到市电输入端供能，并不会导致输出电压被拉胯，因此，无需对不间断电源进行分时切换到市电输入端供能，以保证全部UPS快速切换到市电供能，避免过多消耗电池能量。可以理解的是，当市电输入端由市电供电时，也可以采用上述分时切换的方法，具体根据实际需求而定。

在其他实施例中，如果柴油发电机的的功率较大，而不间断电源的功率较小，确保多台UPS同时启动也不会影响到柴油机的正常工作时，也可以控制其中的几台UPS的预设的第一延时时间段相同，即控制多台UPS中其中几台同时启动，加快整体切换周期，具体的可以根据实际情况控制。

判断市电输入端是否由柴油发电机供电，具体的，可以通过自动转换开关来判断选择的是市电还是柴油发电机，当当前自动选择开关连接的是柴油发电机，则为柴油发电机供电，否则是市电供电。另外，也可以直接检测市电输出端和柴油发电机输出端的电压和频率来判断(即通过在自动转换开关之前的检测点进行判断)。

请参阅图3，本申请的控制方法另一实施例中，当市电输入端不能供电时，对于上述的控制不间断电源处于待机状态或电池供能状态的步骤，具体可通过判断电池能否正常工作来决定状态，具体包括：

301、判断不间断电源的电池能否供电；

具体的，判断所获取的电池电压是否处于预设的第二电压范围，若是，则执行步骤302，若否，则执行步骤303；

当市电输入端不能供电，即表示市电输入端的电压不处于正常的电压范围，或市电输入端的频率不处于正常的频率范围时，需控制不间断电源处于待机状态或电池供能状态。通过获取不间断电源内电池的电压，并判断电池的电压是否处于预设的第二电压范围，若处于，则表示电池电压正常，能够处于电池供能状态，若不处于，则表示电池电压不正常，不间断电源需处于待机状态。

302、控制不间断电源处于电池供能状态；

当电池电压处于第二电压范围时，通过电池给负载供能。具体的，电池的能量输入到不间断电源的直流转换模块，直流转换模块再输出直流电至不间断电源的逆变模块，逆变模块将直流电转换为交流电输出至负载，以给负载供能。对应的，UPS内部连接关系如下：市电输入端经过PFC(功率因数校正)模块、母线和逆变模块给负载供电，直流输入端经过直流转换模块连接母线，在其他实施例中，直流输入端可以直接连接到母线，而无需经过直流转换模块。本发明中，UPS的内部连接关系，以及电路形式不属于本发明创新内容，具体此处不做限定，应该理解，本发明适用全部类型的UPS。

303、控制不间断电源处于待机状态；

当市电输入端不能供电，且电池电压不处于第二电压范围时，表示UPS没有能够供能的电源，则控制不间断电源处于待机状态。此时，不间断电源的PFC模块、直流转换模块和逆变模块停止对外输出。

本申请的控制方法又一实施例中，上述的控制多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态的步骤，具体包括：

控制连接市电输入端的开关导通，并基于预设的第二延时时间段延时断开连接不间断电源的直流输入端的开关，以通过市电输入端给负载供能。

可以理解的是，在市电输入端到母线之间，除了变换模块(即上述提及的PFC模块)外，还串联连接一个开关(即第一开关)，用于控制市电输入端到母线的供能通路，在直流输入端和母线之间也串联了一个开关(即第二开关)，用于控制直流输入端到母线的供能通路。由于开关切换需要时间(通常理解时间是比较短，但并非瞬时完成的)，在不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态时，延时断开第二开关，可以确保在切换过程中开关控制到位，避免电池供能通路已经断开而市电供能通路还未闭合的情况，从而导致负载断电。

可以理解的是，不论是分时切换还是同时切换，均可以采用上述控制方式将不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态。

本发明控制方法的又一实施例中，在控制多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态之后，进一步的可以减小连接市电输入端的变换模块的环路参数。可以理解的是，市电输入端的变换模块，即上述提及的PFC模块(功率因数校正模块)。

减小连接市电输入端的变换模块的环路参数。

为提高UPS的适应性，可以减小功率因数校正模块的环路参数，具体可以减小对电压前馈滤波，将市电电压有效值作为电压前馈参数，对电压前馈增加虚拟阻抗或者对电流采样值加深滤波。而且，还可以降低振荡的判断条件，例如，扩大所认定的正常电压的范围或扩大所认定的正常频率的范围，避免在正常切换过程中产生适当的震荡被误判为异常导致异常切换。

请参阅图4，本发明还提供一种不间断电源的实施例，不间断电源包括市电输入端，用于连接柴油发电机或者电网，接收柴油发电机或者电网的能量；直流输入端，用于连接直流电源(即电池)，接收直流电源的能量；输出端，用于连接负载并给负载供能；所述不间断电源还包括控制器，用于判断市电输入端能否供电，并在市电输入端能供电时，基于预设的第一延时时间段，控制不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态。

本发明针对不间断电源的另一实施例中，所述控制器还进一步判断市电输入端是否由柴油发电机供电，并在柴油发电机供电时，基于预设的第一延时时间段，控制不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态，而在市电输入端非柴油发电机供电时，控制不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态。

进一步的，本实施例中，可利用地址来得到第一延时时间段，可利用但不限于以下公式来对第一延时时间段进行确认：

T＝(不间断电源地址-1)*x；

其中，T为第一延时时间段，x为间隔时长。间隔时长可以根据实际需要设计，可以相同也可不同，具体此处不做限定。

本实施例中，UPS在应用到柴油机发电场景时，能够根据自身预设规律进行延时切入到柴油机供能状态，避免多台UPS共用柴油机发电时，同时接入到柴油机导致柴油机输出电压被拉胯，无法正常供电。

请参阅图5，本发明提供一种包括多个上述的不间断电源的***实施例，***包括柴油发电机、自动转换开关和多个不间断电源，且不间断电源相互之间不通讯。自动转换开关的输入端分别用于连接所述柴油发电机和电网，自动转换开关的输出端连接多个不间断电源的市电输入端，不间断电源的输出端用于连接负载并为负载供能。

通过控制自动转换开关可以选择市电供能或柴油发电机供能，多个不间断电源各自接有负载，以给对应的负载进行供能。不间断电源的数量不限，可根据实际需求和客观条件选择，具体此处不做限定。

本实施例中，由于***包括多个不间断电源，每台UPS对应不同的第一延时时间，即每台UPS在不同的时间点执行切换，以由当前状态切换到市电供能状态。这样在由当前状态切换到市电供能状态时，不会导致市电输入端的电压被拉低至正常电压范围之外，避免反复切换，保证了***供电稳定性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

需要说明的是，虽然各实施例所涉及的流程图中各个步骤按照箭头的指示依次绘制，但除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (9)

1.一种包括多个不间断电源的***的控制方法，其特征在于，所述***包括柴油发电机，所述柴油发电机的输出端连接到所述不间断电源的市电输入端，所述市电输入端还用于连接电网，所述多个不间断电源相互之间不通讯，所述方法包括：

判断所述市电输入端能否供电；

若能，则基于预设的不同的第一延时时间段，逐一控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态，所述当前状态为待机状态或电池供能状态。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若所述市电输入端能供电，则所述基于预设的不同的第一延时时间段，逐一控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态之前，所述方法还包括：

判断所述市电输入端是否由所述柴油发电机供电；

若是，则执行所述基于预设的不同的第一延时时间段，逐一控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态的步骤；

若否，则控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述判断所述市电输入端能否供电，包括：

获取市电输入端电压和市电输入端频率；

判断当前是否所述市电输入端电压处于预设的第一电压范围且所述市电输入端频率处于预设的第一频率范围；

若是，则确定所述市电输入端能供电；

若否，则控制所述不间断电源处于所述待机状态或所述电池供能状态。

4.根据权利要求3述的控制方法，其特征在于，若所述市电输入端不能供电，所述控制所述不间断电源处于所述待机状态或所述电池供能状态之前，所述方法还包括：

判断所述不间断电源的电池能否供电；

所述控制所述不间断电源处于所述待机状态或所述电池供能状态，包括：

若所述电池能供电，则控制所述不间断电源处于所述电池供能状态；

若所述电池不能供电，则控制所述不间断电源处于所述待机状态。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述判断所述不间断电源的电池能否供电，具体包括：

判断所获取的电池电压是否处于预设的第二电压范围；

若是，则确定所述电池能供电；

若否，则确定所述电池不能供电。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态，具体包括：

控制连接所述市电输入端的开关导通，并基于预设的第二延时时间段延时断开连接所述不间断电源的直流输入端的开关，以通过所述市电输入端给负载供能。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述多个不间断电源由当前状态切换到市电输入端供能状态之后，所述方法还包括：

减小连接所述市电输入端的所述不间断电源的变换模块的环路参数。

8.一种不间断电源，其特征在于：所述不间断电源执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

9.一种包括多个不间断电源的***，其特征在于，所述***包括：柴油发电机、自动转换开关、多个如权利要求8所述的不间断电源，且所述不间断电源相互之间不通讯；

所述自动转换开关的输入端分别用于连接所述柴油发电机和电网，所述自动转换开关的输出端连接多个不间断电源的市电输入端，所述不间断电源的输出端用于连接负载并为所述负载供能。

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