CN103701189B - 一种网络化的分布式动态均衡供电方法 - Google Patents

一种网络化的分布式动态均衡供电方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种网络化的分布式动态均衡供电方法，其步骤为：并行设置若干高压直流供电装置，所有高压直流供电装置均与直流电网并网连接；每个装置预先设置四种供电模式，初始设置部分为备源高压直流供电装置的供电模式为模式B，其余为模式A，并且所有高压直流供电装置向直流电网的供电电压相同。根据某高压直流供电装置运行状态或者供电负荷的变化，变换该高压直流供电装置的供电模式以及向直流电网的供电电压。采用上述方案，可以分散供电，提高供电的可靠性，同时可以在不同的供电装置之间灵活调配电量供应，提高能源的利用率，降低能耗。

Description

一种网络化的分布式动态均衡供电方法
技术领域
本发明属于机房电源供电技术领域，尤其涉及的是一种网络化的分布式动态均衡供电方法。
背景技术
现在多数设备机房仍然采用传统交流UPS集中供电的方法，传统交流UPS系统采用交流->直流→交流的转换，为IT设备供电，需要2次转换过程，并且传统UPS系统集中供电方法，手段单一，无法根据不同设备的不同用电情况进行灵活调配，造成电量的浪费。此外传统UPS系统集中供电方法，安全性和可靠性差，如果UPS发生故障，容易造成全面的供电事故和整个数据中心机房断电。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种网络化的分布式动态均衡供电方法。
本发明的技术方案如下：
一种网络化的分布式动态均衡供电方法，包括以下步骤：
步骤一：预先设置高压直流供电装置可以执行四种供电模式，模式A，高压直流供电装置内的整流模块将交流电转化为直流电为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时为高压直流供电装置内部的电池充电；模式B，高压直流供电装置内的整流模块将交流电转化为直流电为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时为高压直流供电装置内部的电池充电，同时向直流电网供电；模式C：高压直流供电装置的内部的电池向外放电，为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时，高压直流供电装置从直流电网输入直流电，为高压直流供电装置连接的负载供电；模式D，高压直流供电装置从直流电网输入直流电，为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时为高压直流供电装置内部的电池充电；
步骤二：设置若干高压直流供电装置，每个高压直流供电装置之间通过直流电网并网连接，同时设置部分高压直流供电装置为备源，不连接负载，其余的高压直流供电装置连接负载；
步骤三：初始设置所有备源高压直流供电装置的供电模式为模式B，其它高压直流供电装置的供电模式为模式A，所有备源高压直流供电装置向直流电网的供电电压相同；
步骤四：当某一处于模式A的高压直流供电装置的交流电输入故障或者交流电转化为直流电的功能故障，执行步骤五；当某一处于模式A的高压直流供电装置的负载供电负荷增大，工作电流加大时，执行步骤五；
当某一个处于模式C或模式D的高压直流供电装置的负载供电负荷降低，工作电流减小时，执行步骤六；
当所有模式B的高压直流供电装置的输出电流持续上升到均超过高压直流供电装置的最大输出电流的80％时，执行步骤七；继续上升到均超过高压直流供电装置的最大输出电流的90％时，执行步骤九；
当所有模式B的高压直流供电装置的输出电流持续下降到均低于高压直流供电装置的最大输出电流的60％时，执行步骤八；
当没有处于模式C或模式D的高压直流供电装置，或所有模式B的高压直流供电装置的输出电流总和与所有工作电流的差大于等于某一模式B的高压直流供电装置的输出电流，且有处于模式B的非备源高压直流供电装置时，执行步骤十；
当所有高压直流供电装置的负载供电负荷保持不变时，执行步骤十一；
步骤五：将该高压直流供电装置的供电模式由模式A转变为模式C或模式D，且降低该高压直流供电装置向直流电网的供电电压，直至从直流电网输入的电流正好等于高压直流供电装置向其连接负载供电的不足；
步骤六：提高该高压直流供电装置向直流电网的供电电压直至该高压直流供电装置能完全负担对自己负载的供电，然后停止该高压直流供电装置从直流电网的取电，将该高压直流供电装置由模式C或模式D转变为模式A；
步骤七：将所有模式D的高压直流供电装置转变为模式C；
步骤八：将所有模式C的高压直流供电装置转变为模式D；
步骤九；将一个输出电流最小的模式A的高压直流供电装置转变为模式B；
步骤十：将一个处于模式B的非备源高压直流供电装置转变为模式A；
步骤十一：将所有模式B的高压直流供电装置的输出电流调为相同电流；
所述高压直流供电装置包括整流器、内部的电池、电池管理模块、监控模块、直流电网接口、负载接口，所述整流器与交流电源相连接，同时设置所述整流器与所述监控模块相连接；所述监控模块设置与直流电网接口、负载接口相连接，并且还设置通过电池管理模块与内部的电池相连接；所述电池管理模块负责控制内部的电池充放电，所述负载接口用于连接负载，所述直流电网接口用于连接直流电网，所述整流器用于将交流电转换成直流电；所述监控模块设置对整流器、电池管理模块、内部的电池状态、负载用电情况和直流电网供电情况进行监控和管理，以及调整转变供电模式。
步骤五所述该高压直流供电装置向直流电网的供电电压减少的数量由监控模块监测控制；步骤六所述该高压直流供电装置向直流电网的供电电压增大的数量由监控模块监测控制。
采用上述方案，可以分散供电风险以提高供电的可靠性，同时可以在不同的供电装置之间灵活调配电量供应，提高能源的利用率，降低能耗。
附图说明
图1为本发明的一种网络化的分布式动态均衡供电方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明为一种网络化的分布式动态均衡供电方法，采用多个高压直流供电装置分别为不同负载供电，同时所有高压直流供电装置通过连接直流电网形成相互辅助供电的网络化供电状态。使用中需要根据设备机房的设备套数配备高压直流供电装置的数量，每个高压直流供电装置都为相同的结构，包括整流器、内部的电池、电池管理模块、监控模块，直流电网接口、负载接口；所述整流器与交流电源连接，所述负载接口用于连接负载，所述直流电网接口用于连接直流电网。
所述网络化的分布式动态均衡供电方法，包括以下步骤：
步骤一：预先设置高压直流供电装置可以执行四种供电模式，模式A，高压直流供电装置内的整流模块将交流电转化为直流电为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时为高压直流供电装置内部的电池充电；模式B，高压直流供电装置内的整流模块将交流电转化为直流电为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时为高压直流供电装置内部的电池充电，同时向直流电网供电；模式C：高压直流供电装置的内部的电池向外放电，为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时，高压直流供电装置从直流电网输入直流电，为高压直流供电装置连接的负载供电；模式D，高压直流供电装置从直流电网输入直流电，为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时为高压直流供电装置内部的电池充电。
步骤二：设置若干高压直流供电装置，每个高压直流供电装置之间通过直流电网并网连接，同时设置部分高压直流供电装置为备源，不连接负载，其余的高压直流供电装置连接负载；
步骤三：初始设置所有备源高压直流供电装置的供电模式为模式B，其它高压直流供电装置的供电模式为模式A，所有备源高压直流供电装置向直流电网的供电电压相同；所述初始设置为模式A的高压直流供电装置可以转变为模式B，也可以转变为模式C或模式D，但通常情况下，初始设置为模式B的高压直流供电装置只能转变为模式A，而不能转变为模式C或模式D；
步骤四：在所述监控模块监测下，控制各个高压直流供电装置根据不同情况和条件进行供电电压和供电模式的调整；
当某一处于模式A的高压直流供电装置的交流电输入故障或者交流电转化为直流电的功能故障，执行步骤五；当某一处于模式A的高压直流供电装置的负载供电负荷增大，工作电流加大时，执行步骤五；
当某一个处于模式C或模式D的高压直流供电装置的负载供电负荷降低，工作电流减小时，执行步骤六；
当所有模式B的高压直流供电装置的输出电流持续上升到均超过高压直流供电装置的最大输出电流的80％时，执行步骤七；继续上升到均超过高压直流供电装置的最大输出电流的90％时，执行步骤九；
当所有模式B的高压直流供电装置的输出电流持续下降到均低于高压直流供电装置的最大输出电流的60％时，执行步骤八；
当没有处于模式C或模式D的高压直流供电装置，或所有模式B的高压直流供电装置的输出电流总和与所有工作电流的差大于等于某一模式B的高压直流供电装置的输出电流，且有处于模式B的非备源高压直流供电装置时，执行步骤十；
当所有高压直流供电装置的负载供电负荷保持不变时，执行步骤十一；
步骤五：将该高压直流供电装置的供电模式由模式A转变为模式C或模式D，且降低该高压直流供电装置向直流电网的供电电压，直至从直流电网输入的电流正好等于高压直流供电装置向其连接负载供电的不足；
步骤六：提高该高压直流供电装置向直流电网的供电电压直至该高压直流供电装置能完全负担对自己负载的供电，然后停止该高压直流供电装置从直流电网的取电，将该高压直流供电装置由模式C或模式D转变为模式A；
步骤七：将所有模式D的高压直流供电装置转变为模式C；
步骤八：将所有模式C的高压直流供电装置转变为模式D；
步骤九；将一个输出电流最小的模式A的高压直流供电装置转变为模式B；
步骤十：将一个处于模式B的非备源高压直流供电装置转变为模式A；
步骤十一：将所有模式B的高压直流供电装置的输出电流调为相同电流。
进一步而言，步骤五所述该高压直流供电装置向直流电网的供电电压减少的数量由监控模块监测控制；步骤六所述该高压直流供电装置向直流电网的供电电压增大数量由监控模块监测控制。
进一步而言，所述高压直流供电装置包括整流器、内部的电池、电池管理模块、监控模块、直流电网接口、负载接口，所述整流器与交流电源相连接，同时设置所述整流器与所述监控模块相连接；所述监控模块设置与直流电网接口、负载接口相连接，并且还设置通过电池管理模块与内部的电池相连接；所述电池管理模块负责控制内部的电池充放电，所述负载接口用于连接负载，所述直流电网接口用于连接直流电网，所述整流器用于将交流电转换成直流电；所述监控模块设置对整流器、电池管理模块、内部的电池状态、负载用电情况和直流电网供电情况进行监控和管理，以及调整转变供电模式。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种网络化的分布式动态均衡供电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：预先设置高压直流供电装置可以执行四种供电模式，模式A，高压直流供电装置内的整流模块将交流电转化为直流电为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时为高压直流供电装置内部的电池充电；模式B，高压直流供电装置内的整流模块将交流电转化为直流电为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时为高压直流供电装置内部的电池充电，同时向直流电网供电；模式C：高压直流供电装置的内部的电池向外放电，为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时，高压直流供电装置从直流电网输入直流电，为高压直流供电装置连接的负载供电；模式D，高压直流供电装置从直流电网输入直流电，为高压直流供电装置所连接的负载供电，同时为高压直流供电装置内部的电池充电；
步骤二：设置若干高压直流供电装置，每个高压直流供电装置之间通过直流电网并网连接，同时设置部分高压直流供电装置为备源，不连接负载，其余的高压直流供电装置连接负载；
步骤三：初始设置所有备源高压直流供电装置的供电模式为模式B，其它高压直流供电装置的供电模式为模式A，所有备源高压直流供电装置向直流电网的供电电压相同；
步骤四：当某一处于模式A的高压直流供电装置的交流电输入故障或者交流电转化为直流电的功能故障，执行步骤五；当某一处于模式A的高压直流供电装置的负载供电负荷增大，工作电流加大时，执行步骤五；当某一个处于模式C或模式D的高压直流供电装置的负载供电负荷降低，工作电流减小时，执行步骤六；当所有模式B的高压直流供电装置的输出电流持续上升到均超过高压直流供电装置的最大输出电流的80％时，执行步骤七，继续上升到均超过高压直流供电装置的最大输出电流的90％时，执行步骤九；当所有模式B的高压直流供电装置的输出电流持续下降到均低于高压直流供电装置的最大输出电流的60％时，执行步骤八；当没有处于模式C或模式D的高压直流供电装置，或所有模式B的高压直流供电装置的输出电流总和与所有工作电流的差大于等于某一模式B的高压直流供电装置的输出电流，且有处于模式B的非备源高压直流供电装置时，执行步骤十；当所有高压直流供电装置的负载供电负荷保持不变时，执行步骤十一；
步骤五：将该高压直流供电装置的供电模式由模式A转变为模式C或模式D，且降低该高压直流供电装置向直流电网的供电电压，直至从直流电网输入的电流正好等于高压直流供电装置向其连接负载供电的不足；
步骤六：提高该高压直流供电装置向直流电网的供电电压直至该高压直流供电装置能完全负担对自己负载的供电，然后停止该高压直流供电装置从直流电网的取电，将该高压直流供电装置由模式C或模式D转变为模式A；
步骤七：将所有模式D的高压直流供电装置转变为模式C；
步骤八：将所有模式C的高压直流供电装置转变为模式D；
步骤九；将一个输出电流最小的模式A的高压直流供电装置转变为模式B；
步骤十：将一个处于模式B的非备源高压直流供电装置转变为模式A；
步骤十一：将所有模式B的高压直流供电装置的输出电流调为相同电流。
2.如权利要求1所述的一种网络化的分布式动态均衡供电方法，其特征在于，所述高压直流供电装置包括整流器、内部的电池、电池管理模块、监控模块、直流电网接口、负载接口，所述整流器与交流电源相连接，同时设置所述整流器与所述监控模块相连接；所述监控模块设置与直流电网接口、负载接口相连接，并且还设置通过电池管理模块与内部的电池相连接；所述电池管理模块负责控制内部的电池充放电，所述负载接口用于连接负载，所述直流电网接口用于连接直流电网，所述整流器用于将交流电转换成直流电；所述监控模块设置对整流器、电池管理模块、内部的电池状态、负载用电情况和直流电网供电情况进行监控和管理，以及调整转变供电模式。
3.如权利要求1所述的一种网络化的分布式动态均衡供电方法，其特征在于，步骤五所述该高压直流供电装置向直流电网的供电电压减少的数量由监控模块监测控制；步骤六所述该高压直流供电装置向直流电网的供电电压增大的数量由监控模块监测控制。
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