CN102480169B - 一种用于多路电源的快速备用电源切换方法和系统 - Google Patents

一种用于多路电源的快速备用电源切换方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于多路备用电源的快速切换方法和系统。该方法包括：根据母线电压幅值差和相角差的变化特征，建立其变化速率的加速度模型，采用预测其变化值的方式，从多路备用电源中选择最佳备用电源，将母线负荷切换到最佳备用电源。该系统包括：检测模块，计算模块，比较模块，备用电源确定模块，切换模块。本发明的方法和系统可以确保可靠地且优化地快速切换母线负荷。

Description

一种用于多路电源的快速备用电源切换方法和系统
技术领域
本发明涉及用于多路电源的母线负荷切换方法和系统，尤其涉及用于多路电源的优化和可靠的快速备用电源切换方法和系统。
背景技术
目前，用于快速备用电源切换(FBT)设备可以在两个电源之间切换。图1示出了当前FBT设备的解决方案的典型示例。在FBT设备的正常运行期间，一个电源运行作主电源，而另一个电源运行作备用电源。如果主电源发生系统故障，则FBT设备可在最短的时间内将母线负荷从主电源切换到备用电源，从而确保对母线负荷的不间断电力供给。
进一步，在当前的FBT设备中，FBT设备在启动备用电源切换信号之前会对以下这些准则进行校验：
(1)Vdiff＜设定值
(2)fdiff＜设定值
(3)θdiff＜设定值
(4)Vbackup＞设定值
其中：
Vdiff是母线与备用电源之间的电压差，
fdiff是母线与备用电源之间的频率差，
θdiff是母线与备用电源之间的相角差，以及
Vbackup是备用电源的电压。
在主电源系统出现故障之后，FBT设备会检验这些准则。如果对于备用电源这些准则均已满足，则FBT设备将母线负荷从主电源切换到备用电源。
在检验以上准则的过程中，常规FBT设备假定Vdiff和θdiff的变化速度是两个常数，而用户利用这两个常数来计算Vdiff和θdiff的设定值。
例如，如果θdiff的最大允许值是66°，假定的θdiff的变化速度是1Hz，而断路器的固有合闸时间是0.1s，则：
θdiff的超前值为：360°×0.1s×1Hz＝36°。
因此，θdiff的设定值应该为：66°-36°＝30°。
这样，在θdiff小于30°时，FBT设备将母线负荷从主电源切换到备用电源。
在当前的快速备用电源切换设备中，需要对以上四个准则(1)、(2)、(3)和(4)分别进行检验，尤其是仍需要检验母线与备用电源之间的频率差fdiff，而由于实际应用中，母线负荷大多为旋转负载，因此母线电压的幅值与转子频率成正比关系。传统的快速备用电源切换装置同时具备Vdiff和fdiff判据(这两者之间具备正比关系)，实际使用时由于用户设定值之间相互配合的问题，经常会导致切换不成功的后果。这使得许多仅满足准则(1)、(3)和(4)这三个准则的备用电源被排除在外，从而大大降低了快速切换模式的成功切换概率，进而无法确保可靠地和优化地快速切换母线负荷。
发明内容
本发明提供了一种用于多路电源的快速备用电源切换方法，该方法包括：在检测到主电源出现故障时，
1)计算母线与备用电源之间的当前电压差Vdiff以及母线与备用电源之间的当前相角差θdiff；
2)仅当Vdiff在母线与备用电源之间的允许电压差之内、θdiff在母线与备用电源之间的允许相角差之内、以及备用电源的当前电压Vbackup大于备用电源的最小允许电压Vmin backup时，确定该备用电源为待切换至的备用电源；以及
3)启动备用电源切换信号，以将母线负荷切换到所述备用电源。
因此，在快速切换模式期间无需检验母线与备用电源之间的频率差fdiff就可快速切换母线负荷，从而增加了快速切换模式的成功切换概率。
其中，所述多路电源包括多个备用电源，并且该方法进一步包括：
在确定该备用电源为待切换至的备用电源之后并且在启动备用电源切换信号以将母线负荷切换到所述备用电源之前，对多个备用电源中每一个备用电源执行以上步骤1)到2)，以确定多个备用电源为待切换至的备用电源，并且
启动备用电源切换信号，以将母线负荷切换到所述多个备用电源中的一个。
因此，能够将母线负荷可选择地切换到多个辅助备用电源中的一个，以保证母线负荷的可靠的快速切换。
其中，该方法进一步包括：
在确定多个备用电源为待切换至的备用电源之后，对多个备用电源的Vdiff进行比较，确定Vdiff最小的备用电源为确定的备用电源，并且启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到该确定的备用电源。
因此，能够将母线负荷切换到多个辅助备用电源中最佳的备用电源，以保证母线负荷的优化的快速切换。
其中，母线与备用电源之间的允许电压差是通过计算Vdiff max-Vadvanced来获得的，其中Vdiff max是母线与备用电源之间的最大允许电压差，Vadvanced是母线与备用电源之间的预测超前电压差。
其中，母线与备用电源之间的预测超前电压差Vadvanced是通过以下式子计算得到的：
Figure BDA0000035341890000031
其中ΔV是Vdiff的当前变化速度，(ΔV)′是Vdiff的加速度，ΔT是固有合闸时间。
其中，母线与备用电源之间的允许相角差是通过计算θdiff max-θadvanced来获得的，其中θdiff max是母线与备用电源之间的最大允许相角差，θadvanced是母线与备用电源之间的预测超前相角差。
其中，母线与备用电源之间的预测超前相角差θadvanced是通过以下式子计算得到的：
Figure BDA0000035341890000032
其中Δω是θdiff的当前变化速度，(Δω)′是θdiff的加速度，ΔT是固有合闸时间。
本发明还提供了一种用于多路电源的快速备用电源切换系统，该系统包括：
检测模块，用于检测主电源信号中的主电源故障信号；
计算模块，用于接收所述主电源故障信号，并且计算母线与备用电源之间的当前电压差Vdiff以及母线与备用电源之间的当前相角差θdiff；
比较模块，用于接收Vdiff和θdiff，并且将Vdiff与母线与备用电源之间的允许电压差进行比较、将θdiff与母线与备用电源之间的允许相角差进行比较、以及将备用电源的当前电压Vbackup与备用电源的最小允许电压Vmin backup进行比较；
备用电源确定模块，用于接收比较模块的比较结果，并且仅在Vdiff在母线与备用电源之间的允许电压差之内、θdiff在母线与备用电源之间的允许相角差之内、以及备用电源的当前电压Vbackup大于备用电源的最小允许电压Vmin backup时，确定该备用电源为待切换至的备用电源；以及
切换模块，用于接收备用电源确定模块的确定结果，并且启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到所述备用电源。
其中，所述多路电源包括多个备用电源，并且该系统进一步包括：
选择模块，在备用电源确定模块确定所述备用电源为待切换至的备用电源之后并且在切换模块启动备用电源切换信号以将母线负荷切换到所述备用电源之前，用于选择所述待切换至的备用电源中一个为确定的备用电源，并将确定结果发送给所述切换模块来启动备用电源切换信号，以将母线负荷切换至所述确定的备用电源。
其中，所述选择模块用于对所述待切换至的备用电源的Vdiff进行比较，并确定Vdiff最小的备用电源为确定的备用电源，并且将确定结果发送给所述切换模块来启动备用电源切换信号，以将母线负荷切换到该确定的备用电源。
其中，所述计算模块进一步包括第一计算模块，该第一计算模块用于通过计算Vdiff max-Vadvanced来获得母线与备用电源之间的允许电压差，其中Vdiff max是母线与备用电源之间的最大允许电压差，Vadvanced是母线与备用电源之间的预测超前电压差，并且所述比较模块进一步包括第一比较模块，该第一比较模块用于接收Vdiff和Vadvanced，并且将Vdiff与Vdiff max-Vadvanced进行比较。
其中，所述第一计算模块进一步用于：通过以下式子计算Vadvanced：
Figure BDA0000035341890000041
其中ΔV是Vdiff的当前变化速度，(ΔV)′是Vdiff的加速度，ΔT是固有合闸时间。
其中，所述计算模块进一步包括第二计算模块，该第二计算模块用于通过计算θdiff max-θadvanced来获得母线与备用电源之间的允许相角差，其中θdiff max是母线与备用电源之间的最大允许相角差，θadvanced是母线与备用电源之间的预测超前相角差，并且所述比较模块进一步包括第二比较模块，该第二比较模块用于接收θdiff和θadvanced，并且将θdiff与θdiff max-θadvanced进行比较。
其中所述第二计算模块进一步用于：通过以下式子计算θadvanced：
Figure BDA0000035341890000042
Δω是θdiff的当前变化速度，(Δω)′是θdiff的加速度，ΔT是固有合闸时间。
本发明的优点在于：1、可以有选择性地在多个备用电源之间切换；2.利用加速模型预估Vdiff和θdiff，以及无需检验fdiff可以更准确地判断是否满足切换条件，提高成功切换概率，确保可靠地和优化地快速切换母线负荷。
附图说明
图1示出当前FBT设备的解决方案的典型示例；
图2为根据本发明第一实施例的用于多路电源的快速备用电源切换方法的流程图；
图3示出本发明的FBT设备的解决方案的示例；
图4为根据本发明第二实施例的用于多路电源的快速备用电源切换方法的流程图；
图5为根据本发明第三实施例的用于多路电源的快速备用电源切换方法的流程图；
图6为根据本发明第一实施例的用于多路电源的快速备用电源切换系统的结构示意图；以及
图7为根据本发明第二实施例的用于多路电源的快速备用电源切换系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
本发明的用于多路电源的快速备用电源切换方法包括：在检测到主电源出现故障时，
1)计算母线与备用电源之间的当前电压差Vdiff以及母线与备用电源之间的当前相角差θdiff；
2)仅当Vdiff在母线与备用电源之间的允许电压差之内、θdiff在母线与备用电源之间的允许相角差之内、以及备用电源的当前电压Vbackup大于备用电源的最小允许电压Vmin backup时，确定该备用电源为待切换至的备用电源；以及
3)启动备用电源切换信号，以将母线负荷切换到所述备用电源。
其中，母线与备用电源之间的允许电压差可以通过计算Vdiff max-Vadvanced来获得的，其中Vdiff max是母线与备用电源之间的最大允许电压差，Vadvanced是母线与备用电源之间的预测超前电压差。
母线与备用电源之间的允许相角差可以通过计算θdiff max-θadvanced来获得的，其中θdiff max是母线与备用电源之间的最大允许相角差，θadvanced是母线与备用电源之间的预测超前相角差。
图2为根据本发明第一实施例的用于多路电源的快速备用电源切换方法的流程图。如图2所示，本发明的用于多路电源的快速备用电源切换方法包括以下步骤：
S11：检测到主电源出现故障。
S12：计算母线与备用电源之间的当前电压差Vdiff以及母线与备用电源之间的预测超前电压差Vadvanced 。
S13：将Vdiff与Vdiff max-Vadvanced进行比较。
S14：在Vdiff＜Vdiff max-Vadvanced时，计算母线与备用电源之间的当前相角差θdiff以及母线与备用电源之间的预测超前相角差θadvanced。
S15：将θdiff与θdiff max-θadvanced进行比较。
S16：在θdiff＜θdiff max-θadvanced时，将备用电源的当前电压Vbackup与备用电源的最小允许电压Vmin backup进行比较。
S17：在Vbackup＞Vmin backup时，确定该备用电源为待切换至的备用电源。
S18：启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到所述备用电源。
其中，对于Vdiff＜Vdiff max-Vadvanced和θdiff＜θdiff max-θadvanced以及Vbackup＞Vmin backup的比较，不限于以上顺序，而是可以先对θdiff＜θdiff max-θadvanced进行比较，再对Vdiff＜Vdiff max-Vadvanced和Vbackup＞Vmin backup进行比较，也可以先对Vbackup＞Vmin backup进行比较，再对Vdiff＜Vdiff max-Vadvanced和θdiff＜θdiff max-θadvanced进行比较，以及按照其它的顺序进行比较。
这样当主电源出现故障时，在快速切换模式期间只需检验Vdiff、θdiff和Vbackup而无需检验母线与备用电源之间的频率差fdiff就可快速切换母线负荷，从而增加了快速切换模式的成功切换概率。
另外，在图1所示的当前解决方案中，只能适用于两种电源配置(即一个主电源和一个备用电源)的情况，而且这种结构只能将主电源切换到一个备用电源，而无法在多个备用电源中使用，更无法选择最佳的备用电源；其次如果该备用电源故障，母线负荷就会失电。由于实际应用中，母线负荷大多为旋转负载，因此母线电压的幅值与转子频率成正比关系。该方法只设置了Vdiff，而没有设置fdiff，因而能有效防止用户在实际使用中设定值之间的不匹配，造成人为缩小切换范围的错误。
图3示出本发明的FBT设备的解决方案的示例，其中所述多路电源包括主电源和备用电源1、备用电源2，......，和备用电源n。在图3中在主电源出现故障时，母线负荷将切换到备用电源1、备用电源2，......，和备用电源n中的一个。图4为根据本发明第二实施例的用于多路电源的快速备用电源切换方法的流程图。如图4所示，本发明的用于多路电源的快速备用电源切换方法包括以下步骤：
S11：检测到主电源出现故障。
S12’：计算母线与备用电源之间的当前相角差θdiff以及母线与备用电源之间的预测超前相角差θadvanced。
S13’：将θdiff与θdiff max-θadvanced进行比较。
S14’：在θdiff＜θdiff max-θadvanced时，计算母线与备用电源之间的当前电压差Vdiff以及母线与备用电源之间的预测超前电压差Vadvanced。
S15’：将Vdiff与Vdiff max-Vadvanced进行比较。
S16’：在Vdiff＜Vdiff max-Vadvanced时，将备用电源的当前电压Vbackup与备用电源的最小允许电压Vmin backup进行比较。
S17：在Vbackup＞Vmin backup时，确定该备用电源为待切换至的备用电源。
S27：对多个备用电源中其它备用电源2，......，和备用电源n中的每一个，重复执行以上步骤S12到S16，以确定备用电源1，备用电源2，......，和备用电源n中的多个备用电源为待切换至的备用电源。
S28：启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到所述多个备用电源中的一个确定的备用电源。
其中，对于Vdiff＜Vdiff max-Vadvanced和θdiff＜θdiff max-θadvanced的比较，不限于以上顺序，而是可以先对Vdiff＜Vdiff max-Vadvanced进行比较，再对θdiff＜θdiff max-θadvanced和Vbackup＞Vmin backup进行比较，也可以先对Vbackup＞Vminbackup进行比较，再对Vdiff＜Vdiff max-Vadvanced和θdiff＜θdiff max-θadvanced进行比较，以及按照其它的顺序进行比较。
这样当主电源出现故障时，将母线负荷可选择地切换到多个辅助备用电源中的一个确定的备用电源，以保证母线负荷的可靠的快速切换。
图5为根据本发明第三实施例的用于多路电源的快速备用电源切换方法的流程图。如图5所示，本发明的用于多路电源的快速备用电源切换方法包括与图2所示的第一实施例的相比，除了包括步骤S11至步骤S16，还进一步包括以下步骤：
S27：对多个备用电源中其它备用电源2，......，和备用电源n中的每一个，重复执行以上步骤S12到S16，以确定备用电源1，备用电源2，......，和备用电源n中的多个备用电源为待切换至的备用电源。
S38：对以上多个备用电源的Vdiff进行比较，确定Vdiff最小的备用电源为确定的备用电源，此时确定的备用电源为最佳的备用电源。
S39：启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到该确定的的备用电源。
这样当主电源出现故障时，将母线负荷切换到多个辅助备用电源中的最佳的备用电源，以保证母线负荷的优化的快速切换。
在以上用于多路电源的快速备用电源切换方法的实施例中，Vdiff是FBT设备动态测量的母线的电压与备用电源的电压之间的电压差，θdiff是FBT设备动态测量的母线的相角与备用电源的相角之间的相角差，Vdiff max和θdiff max由用户根据他们的应用场合来设置，Vadvanced和θadvanced由FBT设备利用动态加速模型进行预测。
本方法采用加速度模型预则电压差的幅值和相角的衰减速度，相比较传统的采用恒定衰减速度的方法预测电压差的幅值和相角的变化，该方法能更加准确的预测其变化特征，从而提高工作电源故障时备用电源快速切换的成功率。
优选地，在以上用于多路电源的快速备用电源切换方法中，步骤S12和S14’中的计算母线与备用电源之间的预测超前电压差Vadvanced进一步包括：通过以下式子计算Vadvanced：
Figure BDA0000035341890000081
其中ΔV是Vdiff的当前变化速度，(ΔV)′是Vdiff的加速度，ΔT是固有合闸时间。
优选地，在以上用于多路电源的快速备用电源切换方法中，步骤S13和S12’中的计算母线与备用电源之间的预测超前相角差θadvanced进一步包括：通过以下式子计算θadvanced：
Figure BDA0000035341890000082
Δω是θdiff的当前变化速度，(Δω)′是θdiff的加速度，ΔT是固有合闸时间。
本发明的用于多路电源的快速备用电源切换(FBT)系统包括：
检测模块，用于检测主电源信号中的主电源故障信号；
计算模块，用于接收所述主电源故障信号，并且计算母线与备用电源之间的当前电压差Vdiff以及母线与备用电源之间的当前相角差θdiff；
比较模块，用于接收Vdiff和θdiff，并且将Vdiff与母线与备用电源之间的允许电压差进行比较、将θdiff与母线与备用电源之间的允许相角差进行比较、以及将备用电源的当前电压Vbackup与备用电源的最小允许电压Vmin backup进行比较；
备用电源确定模块，用于接收比较模块的比较结果，并且仅在Vdiff在母线与备用电源之间的允许电压差之内、θdiff在母线与备用电源之间的允许相角差之内、以及备用电源的当前电压Vbackup大于备用电源的最小允许电压Vmin backup时，确定该备用电源为待切换至的备用电源；以及
切换模块，用于接收备用电源确定模块的确定结果，并且启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到所述备用电源。
图6为根据本发明第一实施例的用于多路电源的快速备用电源切换(FBT)系统的结构示意图。如图6所示，本发明的用于多路电源的快速备用电源切换系统包括：
检测模块，用于检测主电源信号中的主电源故障信号；
第一计算模块，用于接收所述主电源故障信号，并且计算母线与备用电源之间的当前电压差Vdiff以及母线与备用电源之间的预测超前电压差Vadvanced；
第一比较模块，用于接收Vdiff和Vadvanced，并且将Vdiff与Vdiff max-Vadvanced进行比较，其中Vdiff max是母线与备用电源之间的最大允许电压差；
第二计算模块，用于接收第一比较模块的比较结果，并且在Vdiff＜Vdiff max-Vadvanced时，计算母线与备用电源之间的当前相角差θdiff以及母线与备用电源之间的预测超前相角差θadvanced；
第二比较模块，用于接收θdiff和θadvanced，并且将θdiff与θdiff max-θadvanced进行比较，其中θdiff max是母线与备用电源之间的最大允许相角差，
备用电源确定模块，用于接收第二比较模块的比较结果，并且在θdiff＜θdiff max-θadvanced时，确定该备用电源为待切换至的备用电源；以及
切换模块，用于接收备用电源确定模块的确定结果，并且启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到所述备用电源。
如图3中所示，所述多路电源包括主电源和备用电源1、备用电源2，......，和备用电源n。在图3中在主电源出现故障时，母线负荷将切换到备用电源1、备用电源2，......，和备用电源n中的一个。
图7为根据本发明第二实施例的用于多路电源的快速备用电源切换(FBT)系统的结构示意图。如图7所示，本发明的用于多路电源的快速备用电源切换系统与图6所示的第一实施例相比，还进一步包括：选择模块，在备用电源确定模块确定所述备用电源为待切换至的备用电源之后并且在切换模块启动备用电源切换信号以将母线负荷切换到所述备用电源之前，用于选择所述待切换至的备用电源中一个为确定的备用电源，并将确定结果发送给所述切换模块来启动备用电源切换信号，以将母线负载为待切换至所述确定的备用电源。例如，在选择模块选择备用电源2(如图3所示)作为确定的备用电源的情况下，切换模块根据确定结果将母线负载切换至备用电源2。
本发明的用于多路电源的快速备用电源切换系统的第三实施例与第二实施例相比，所述选择模块还用于对所述待切换至的备用电源的Vdiff进行比较，并确定Vdiff最小的备用电源为确定的备用电源(此时，确定的备用电源既为最佳的备用电源)，并且将确定结果发送给所述切换模块来启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到该确定的备用电源。
在以上用于多路电源的快速备用电源切换系统的实施例中，Vdiff是FBT设备动态测量的母线的电压与备用电源的电压之间的电压差，θdiff是FBT设备动态测量的母线的相角与备用电源的相角之间的相角差，Vdiff max和θdiff max由用户根据他们的应用场合来设置，Vadvanced和θadvanced由FBT设备利用动态加速模型进行预测，其中Vdiff和θdiff的变化率ΔV和Δω在不同的应用场合下是不同的，从而反应时刻发生变化的母线负荷。
优选地，在以上用于多路电源的快速备用电源切换系统中，所述第一计算模块进一步用于：通过以下式子计算Vadvanced：
Figure BDA0000035341890000101
其中ΔV是Vdiff的当前变化速度，(ΔV)′是Vdiff的加速度，ΔT是固有合闸时间。
优选地，在以上用于多路电源的快速备用电源切换系统中，所述第二计算模块进一步用于：通过以下式子计算θadvanced：
Figure BDA0000035341890000102
Δω是θdiff的当前变化速度，(Δω)′是θdiff的加速度，ΔT是固有合闸时间。
可见，根据本发明实施例的用于多路电源的快速备用电源切换方法和系统无需在快速切换模式期间检验fdiff，从而大大增加了快速切换模式的成功切换概率。
而且，根据本发明实施例的用于多路电源的快速备用电源切换方法和系统能够将母线负荷切换至多个备用电源，以保证母线负荷的可靠的快速切换，从而大大增加了电源的稳定性。
进一步，根据本发明的实施例的用于多路电源的快速备用电源切换方法和系统中，通过比较Vdiff，将母线负荷切换到Vdiff最小的最佳的备用电源，可以实现最优化的母线负荷切换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于多路电源的快速备用电源切换方法，其特征在于，该方法包括：在检测到主电源出现故障时，
1）计算母线与备用电源之间的当前电压差Vdiff以及母线与备用电源之间的当前相角差θdiff，其中，母线与备用电源之间的允许电压差是通过计算Vdiffmax-Vadvanced来获得的，其中Vdiffmax是母线与备用电源之间的最大允许电压差，Vadvanced是母线与备用电源之间的预测超前电压差；
2）仅当Vdiff在母线与备用电源之间的允许电压差之内、θdiff在母线与备用电源之间的允许相角差之内、以及备用电源的当前电压Vbackup大于备用电源的最小允许电压Vminbackup时，确定该备用电源为待切换至的备用电源；以及
3）启动备用电源切换信号，以将母线负荷切换到所述备用电源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多路电源包括多个备用电源，并且该方法进一步包括：
在确定该备用电源为待切换至的备用电源之后并且在启动备用电源切换信号以将母线负荷切换到所述备用电源之前，对多个备用电源中每一个备用电源执行以上步骤1）到2），以确定多个备用电源为待切换至的备用电源，并且
启动备用电源切换信号，以将母线负荷切换到所述多个备用电源中的一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
在确定多个备用电源为待切换至的备用电源之后，对多个备用电源的Vdiff进行比较，确定Vdiff最小的备用电源为确定的备用电源，并且启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到该确定的备用电源。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，母线与备用电源之间的预测超前电压差Vadvanced是通过以下式子计算得到的：
Figure FDA0000428174380000011
其中△V是Vdiff的当前变化速度，(△V)′是Vdiff的加速度，△T是固有合闸时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，母线与备用电源之间的允许相角差是通过计算θdiffmax-θadvanced来获得的，其中θdiffmax是母线与备用电源之间的最大允许相角差，θadvanced是母线与备用电源之间的预测超前相角差。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，母线与备用电源之间的预测超前相角差θadvanced是通过以下式子计算得到的：其中△ω是θdiff的当前变化速度，(△ω)′是θdiff的加速度，△T是固有合闸时间。
7.一种用于多路电源的快速备用电源切换系统，其特征在于，该系统包括：
检测模块，用于检测主电源信号中的主电源故障信号；
计算模块，用于接收所述主电源故障信号，并且计算母线与备用电源之间的当前电压差Vdiff以及母线与备用电源之间的当前相角差θdiff，所述计算模块进一步包括第一计算模块，该第一计算模块用于通过计算Vdiffmax-Vadvanced来获得母线与备用电源之间的允许电压差，其中Vdiffmax是母线与备用电源之间的最大允许电压差，Vadvanced是母线与备用电源之间的预测超前电压差；
比较模块，用于接收Vdiff和θdiff，并且将Vdiff与所述第一计算模块计算出的母线和备用电源之间的允许电压差进行比较、将θdiff与母线和备用电源之间的允许相角差进行比较、以及将备用电源的当前电压Vbackup与备用电源的最小允许电压Vminbackup进行比较；
备用电源确定模块，用于接收比较模块的比较结果，并且仅在Vdiff在母线与备用电源之间的允许电压差之内、θdiff在母线与备用电源之间的允许相角差之内、以及备用电源的当前电压Vbackup大于备用电源的最小允许电压Vminbackup时，确定该备用电源为待切换至的备用电源；以及
切换模块，用于接收备用电源确定模块的确定结果，并且启动备用电源切换信号，将母线负荷切换到所述备用电源。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述多路电源包括多个备用电源，并且该系统进一步包括：
选择模块，在备用电源确定模块确定所述备用电源为待切换至的备用电源之后并且在切换模块启动备用电源切换信号以将母线负荷切换到所述备用电源之前，用于选择所述待切换至的备用电源中一个为确定的备用电源，并将确定结果发送给所述切换模块来启动备用电源切换信号，以将母线负荷切换至所述确定的备用电源。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述选择模块用于对所述待切换至的备用电源的Vdiff进行比较，并确定Vdiff最小的备用电源为确定的备用电源，并且将确定结果发送给所述切换模块来启动备用电源切换信号，以将母线负荷切换到该确定的备用电源。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一计算模块进一步用于：通过以下式子计算Vadvanced：
Figure FDA0000428174380000021
其中△V是Vdiff的当前变化速度，(△V)′是Vdiff的加速度，△T是固有合闸时间。
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述计算模块进一步包括第二计算模块，该第二计算模块用于通过计算θdiffmax-θadvanced来获得母线与备用电源之间的允许相角差，其中θdiffmax是母线与备用电源之间的最大允许相角差，θadvanced是母线与备用电源之间的预测超前相角差，并且所述比较模块进一步包括第二比较模块，该第二比较模块用于接收θdiff和θadvanced，并且将θdiff与θdiffmax-θadvanced进行比较。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第二计算模块进一步用于：通过以下式子计算θadvanced：
Figure FDA0000428174380000031
△ω是θdiff的当前变化速度，(△ω)′是θdiff的加速度，△T是固有合闸时间。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102856975A (zh) * 2012-09-11 2013-01-02 广州供电局有限公司 备用电源自动投入系统
CN103344879B (zh) * 2013-05-20 2016-03-02 南京大全自动化科技有限公司 一种适用于电源快速切换装置的电气量测量方法
CN104617655B (zh) * 2014-12-19 2018-03-06 北京百度网讯科技有限公司 一种用于对电力系统中开关单元自动控制的方法与装置
CN105024450B (zh) * 2015-08-10 2019-11-29 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 双电源自动转换装置及其转换控制方法、双电源供电系统
US10468909B2 (en) * 2015-12-15 2019-11-05 Eaton Intelligent Power Limited Data center power systems with dynamic source designation
CN107026501B (zh) * 2016-02-02 2019-11-01 同济大学 一种故障预知并切换的供电系统及其控制方法
EP3487740A4 (en) * 2016-07-21 2019-07-24 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. REDUNDANT POWER MANAGEMENT FOR MODULAR IVD ANALYZER VESSEL SUBSYSTEM
CN106338690B (zh) * 2016-08-25 2019-08-02 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种备用电池检测方法、装置、系统及供电方法
CN106374613A (zh) * 2016-09-07 2017-02-01 神华集团有限责任公司 发电厂中脱硫电源的切换方法和装置
FR3063189B1 (fr) * 2017-02-17 2019-06-07 Schneider Electric Industries Sas Procede de controle d'un inverseur de sources et inverseur de sources mettant en oeuvre un tel procede
CN109088474B (zh) * 2017-06-13 2022-03-25 许继集团有限公司 防止非同期合闸的电源快速切换方法和系统
US10483794B2 (en) * 2017-06-28 2019-11-19 Nanning Fugui Precision Industrial Co., Ltd. Power continuation control circuit
CN108347092A (zh) * 2017-11-18 2018-07-31 深圳供电局有限公司 一种变电站多端备用电源投入控制的方法
EP3524454B1 (en) 2018-02-08 2022-03-30 Carrier Corporation Power distribution for end-point failure detection and recovery for a transport refrigeration system
US10935268B2 (en) 2018-04-03 2021-03-02 Carrier Corporation HVAC system controller and method for obtaining environmental data for HVAC system
TWI684096B (zh) * 2018-10-11 2020-02-01 啓碁科技股份有限公司 電源供應裝置
CN110148998A (zh) * 2019-05-24 2019-08-20 北京达佳互联信息技术有限公司 一种静态转换开关sts及其控制方法与不间断供电设备
CN110460047B (zh) * 2019-08-15 2023-04-11 中广核研究院有限公司 一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法及系统
CN110445251A (zh) * 2019-09-03 2019-11-12 威立雅（哈尔滨）热电有限公司 基于可编程控制器的低压备用电源自动投入系统
CN111490588B (zh) * 2020-04-02 2023-07-14 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 变电站通信电源与操作电源互为备份的实现方法
CN114614447B (zh) * 2022-03-18 2023-11-21 国网伊犁伊河供电有限责任公司 适应双母线的备自投装置动作逻辑判别方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3742028A1 (de) * 1987-12-11 1989-06-22 Asea Brown Boveri Verfahren und einrichtung zur pruefung der zulaessigkeit einer angeregten schalthandlung in einer schaltanlage

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1064374A1 (ru) * 1981-12-05 1983-12-30 Горьковское Отделение Государственного Проектного Института "Электропроект" Пусковое устройство дл автоматического ввода резервного питани потребителей электроэнергии
SU1741226A1 (ru) * 1989-12-25 1992-06-15 Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср Быстродействующее устройство автоматического переключени источников питани
EP0604540B1 (de) * 1991-09-20 1996-01-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum gewinnen eines schaltbefehls einer schnellumschalteinrichtung
US20010017485A1 (en) * 1999-05-27 2001-08-30 Yoo Wan Sik Control system and method for switching and intercepting power supplies
KR101260307B1 (ko) * 2006-09-04 2013-05-03 삼성전자주식회사 전원공급장치
CN101478176B (zh) * 2008-01-03 2012-11-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 备用电源系统
US7888818B2 (en) * 2008-02-22 2011-02-15 Liebert Corporation Substation based high voltage uninterruptible power supply

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3742028A1 (de) * 1987-12-11 1989-06-22 Asea Brown Boveri Verfahren und einrichtung zur pruefung der zulaessigkeit einer angeregten schalthandlung in einer schaltanlage

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