CN104201726A - 一种ups供电系统及其电流转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不间断电源UPS供电系统及其电流转换方法，涉及电力领域，能够提高UPS供电系统的电能转换效率。该UPS供电系统的输出电压包括N个电平，输出电压为UPS供电系统的输出电流的电压，UPS供电系统包括逆变模块，逆变模块包括逆变模块的第一上桥臂及逆变模块的第一下桥臂，逆变模块的第一上桥臂与逆变模块的第一下桥臂相互并联，逆变模块的第一上桥臂及逆变模块的第一下桥臂各自包含互相串联的M个第一功率单元，M个第一功率单元中每个第一功率单元包括电池，其中N为大于1的整数，M等于N－1。本发明用于电能转换。

Description

一种UPS供电系统及其电流转换方法

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种UPS供电系统及其电流转换方法。

背景技术

UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)被广泛应用在社会生活的各个领域以提高UPS供电系统的可靠性。其基本原理，是对市电进行两次转换，首先是将交流电转换为直流电，然后将该直流电转换为交流电，同时用电池储存部分直流电能以备用。在市电工作正常时，UPS经过交－直、直－交转换，得到高质量的交流输出提供给用电设备。在市电出现停电等情况时，UPS将电池存储的电能经过直－交转换，向用电设备供电以维持其继续工作。按照工作方式的不同，UPS可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。其中在线式UPS更为适合对供电质量要求高的场合，同时其成本也相对更高。

近年来，ICT(Internet & Communication Technology，互联网及通信技术)领域、工业领域等的用电设备，由于其较高敏感性，对供电质量和稳定性的要求越来越高，因此在线式UPS被大范围应用于这些领域。同时随着设备规模及数量的不断扩大，这些领域对UPS供电系统容量、转换效率等的要求都不断提高。

现有的UPS供电系统，多为两电平或三电平在低压下实现电能转换。在较低电平数的情况下，为了输出更好的交流波形，在电能转换的过程中，要求设备内的开关器件工作在更高的频率下，由此造成的开关损耗导致电能转换效率低。另外在低压下进行电能转换的方法，尤其在应用大容量UPS供电系统的场合，由于转换电流大导致转换效率低，而且需要消耗大量的铜，导致设备成本高。

发明内容

本发明的实施例提供一种不间断电源UPS供电系统及其电流转换方法，能够提高电能转换效率，同时节约成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，一种不间断电源UPS供电系统，所述UPS供电系统的输出电压包括N个电平，所述输出电压为所述UPS供电系统的输出电流的电压，所述UPS供电系统包括逆变模块，所述逆变模块包括所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂，所述逆变模块的第一上桥臂与所述逆变模块的第一下桥臂相互并联，所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂各自至少包含互相串联的M个第一功率单元，所述M个第一功率单元中每个第一功率单元包括电池，其中N为大于1的整数，M等于N－1；

所述逆变模块，用于将所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元输出的直流电合成为第一相输入电流，通过控制所述逆变模块的第一上桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数调节所述第一相输入电流的电平，同时，通过所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第一相输入电流由直流电转换为交流电，将转换为交流电并调节电平后的第一相输入电流作为第一相输出电流输出，其中，所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元输出的直流电由所述处于工作状态的M个第一功率单元的电池提供或者由整流模块提供。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，

所述UPS供电系统还包括所述整流模块，所述整流模块包括所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂，所述整流模块的第一上桥臂与所述整流模块的第一下桥臂相互并联，所述整流模块的第一上桥臂、所述整流模块的第一下桥臂各自包含互相串联的M个第二功率单元；

所述整流模块，用于接收第一相输入电流，通过所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第二功率单元将所述第一相输入电流由交流电转换为直流电，并将转换为直流电的第一相输入电流传输至所述逆变模块，所述处于工作状态的第二功率单元为正在进行充电或放电的第二功率单元；

所述逆变模块，用于接收所述整流模块传输的所述转换为直流电的第一相输入电流，通过所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第一相输入电流由直流电转换为交流电，同时，通过控制所述逆变模块的第一上桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数调节所述第一相输入电流的电平，将转换为交流电并调节电平后的第一相输入电流作为第一相输出电流输出，所述处于工作状态的第一功率单元为正在进行充电或放电的第一功率单元。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，

所述第一功率单元包括电容器、第一控制器、第二控制器及电池，其中，所述第一控制器及所述电容器相互串联，所述电容器及所述电池相互并联，串联后的所述第一控制器及所述电容器与所述第二控制器并联；

所述第二功率单元包括所述电容器、所述第一控制器及所述第二控制器，其中，所述第一控制器及所述电容器相互串联，串联后的所述第一控制器及所述电容器与所述第二控制器并联。

结合第一方面的第二可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，

所述第一控制器包括相互并联的绝缘栅双极晶体管及二极管，所述第二控制器包括相互并联的绝缘栅双极晶体管及二极管；

所述第一控制器的绝缘栅双极晶体管处于开通状态、所述第二控制器的绝缘栅双极晶体管处于断开状态时，所述第二功率单元处于工作状态。

结合第一方面的第一可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，

所述整流模块还包括所述整流模块的第二上桥臂及所述整流模块的第二下桥臂，所述逆变模块还包括所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂，所述整流模块的第二上桥臂及所述整流模块的第二下桥臂相互并联，所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂相互并联；

所述整流模块的第二上桥臂、所述整流模块的第二下桥臂、所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂各自包含相互串联的M个第二功率单元；

所述整流模块，还用于接收第二相输入电流，通过所述整流模块的第二上桥臂及所述整流模块的第二下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第二相输入电流由交流电转换为直流电，并将转换为直流电的第二相输入电流传输至所述逆变模块；

所述逆变模块，用于接收所述整流模块传输的所述转换为直流电的第二相输入电流，通过所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第二相输入电流由直流电转换为交流电，并将转换为交流电的第二相输入电流作为第二相输出电流输出，其中，所述第一相输入电流与所述第二相输入电流相位不同，所述第一相输出电流与所述第二相输出电流相位不同。

结合第一方面的第一可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，

所述UPS供电系统还包括输入滤波模块；

所述输入滤波模块用于将所述第一相输入电流进行滤波处理，将经过滤波处理的第一相输入电流传输至所述整流模块。

结合第一方面的第一可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，

所述UPS供电系统还包括输出滤波模块；

所述输出滤波模块用于将所述第一相输出电流进行滤波处理。

第二方面，一种电流转换方法，应用于UPS供电系统，所述UPS供电系统的输出电压包括N个电平，N为大于1的整数，所述输出电压为所述UPS供电系统的输出电流的电压，所述UPS供电系统包括逆变模块，所述逆变模块包括所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂，所述逆变模块的第一上桥臂与所述逆变模块的第一下桥臂相互并联，所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂各自至少包含互相串联的M个第一功率单元，M等于N－1，所述方法包括：

获取第一相输入电流；

通过控制所述逆变模块的第一上桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数调节所述第一相输入电流的电平，同时，通过所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第一相输入电流由直流电转换为交流电，所述处于工作状态的第一功率单元为正在进行充电或放电的第一功率单元；

将转换为交流电并调节电平后的第一相输入电流作为第一相输出电流输出。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，

所述M个第一功率单元中每一个功率单元包括电池；

所述获取第一相输入电流，包括：

将所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元输出的直流电合成为所述第一相输入电流。

结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，

所述UPS供电系统还包括整流模块，所述整流模块包括所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂，所述整流模块的第一上桥臂与所述整流模块的第一下桥臂相互并联，所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂各自包含互相串联的M个第二功率单元；

所述获取第一相输入电流，包括：

接收第一相输入电流，通过所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第二功率单元将所述第一相输入电流由交流电转换为直流电，所述处于工作状态的第二功率单元为正在进行充电或放电的第二功率单元。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，

所述方法还包括：

接收第二相输入电流，通过所述整流模块的第二上桥臂及所述整流模块的第二下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第二相输入电流由交流电转换为直流电；

通过所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第二相输入电流由直流电转换为交流电；

将转换为交流电的第二相输入电流作为第二相输出电流输出，其中，所述第一相输入电流与所述第二相输入电流相位不同，所述第一相输出电流与所述第二相输出电流相位不同。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，

所述接收第一相输入电流之后，还包括：

将所述第一相输入电流进行滤波处理；

结合第二方面，在第五种可能的实现方式中，

所述将转换为交流电的第一相输入电流作为第一相输出电流输出之后，还包括：

将所述第一相输出电流进行滤波处理。

本发明实施例提供的UPS供电系统及其电流转换方法，通过整流模块和逆变模块完成电能的转换。通过改变桥臂中串联的功率单元的数量可以方便地提高输出电压的电平数，电平数高，输出电压的波形越接近正弦。现有技术中，在一个交流输出周期中，开关器件需要进行多次开关操作，由于工作频率高而造成较大开关损耗。开关损耗是指在开关器件开通和关断过程中，开关器件两端的电压和通过开关器件的电流不能同时为零而造成在开关器件上的功率损耗。本发明的实施例提供的UPS供电系统，每个功率单元在一个交流输出周期中相比于现有技术只进行少量的开关操作，由此降低了功率单元内开关器件的工作频率，从而降低了开关损耗，提高了UPS供电系统内部电能转换的效率。同时，由于桥臂内的功率单元的串联关系，桥臂两端的电压是分摊在各个处于工作状态的功率单元上的，因此改变桥臂内串联功率单元的数量能够调整桥臂的耐受电压，从而使得UPS供电系统能够工作在更高的电压下，输出更高功率。另外，由于UPS供电系统模块化的结构特点，可以方便地根据实际需要对UPS供电系统进行拓展或者缩减，并且通过模块冗余化的设计提高UPS供电系统的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的实施例提供的一种UPS供电系统的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的UPS供电系统输出状态说明示意图；

图3为本发明的实施例提供的另一种UPS供电系统的结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的一种第一功率单元及第二功率单元的结构示意图；

图5为本发明的实施例提供的一种第二功率单元状态说明示意图；

图6为本发明的实施例提供的另一种第一功率单元及第二功率单元的结构示意图；

图7为本发明的实施例提供的另一种UPS供电系统的另一结构示意图；

图8为本发明的实施例提供的一种UPS供电系统结构示意图；

图9为本发明的实施例提供的一种基于中压UPS供电系统的电源系统网络结构示意图；

图10为本发明的实施例提供的一种基于混合UPS供电系统的电源系统网络结构示意图；

图11为本发明的实施例提供的一种电流转换方法流程示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明的实施例提供一种UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)供电系统，其输出电压包括N个电平，如图1所示，UPS供电系统1包括：逆变模块11，逆变模块11包括逆变模块11的第一上桥臂111及逆变模块11的第一下桥臂112，逆变模块11的第一上桥臂111与逆变模块11的第一下桥臂112相互并联。逆变模块11的第一上桥臂111及逆变模块11的第一下桥臂112各自至少包含互相串联的M个第一功率单元，M为大于零的整数，图1表示M为3的情况。M个第一功率单元中每个第一功率单元包括电池。UPS供电系统1的输出电压包括N个电平，输出电压为UPS供电系统1的输出电流的电压，其中N为大于1的整数，M等于N－1。

逆变模块11，用于将逆变模块11的第一上桥臂111及逆变模块11的第一下桥臂112中处于工作状态的M个第一功率单元输出的直流电合成为第一相输入电流。

处于工作状态的第一功率单元可以等效为一个直流电压源，通过控制第一功率单元的内部开关，使第一功率单元处于工作状态，输出直流电压。通过控制逆变模块11的第一上桥臂111中处于工作状态的第一功率单元的个数及逆变模块11的第一下桥臂112中处于工作状态的第一功率单元的个数调节第一相输入电流的电平。在逆变模块11工作的任意时刻，第一上桥臂111和第一下桥臂112中处于工作状态的第一功率单元的个数之和为M，通过调节第一上桥臂111和第一下桥臂112中处于工作状态的第一功率单元的个数，可以调节第一相输入电流的电平。

通过逆变模块11的第一上桥臂111及逆变模块11的第一下桥臂112中处于工作状态的M个第一功率单元将第一相输入电流由直流电转换为交流电，将转换为交流电并调节电平后的第一相输入电流作为第一相输出电流经第一相电流输出端口输出，其中，逆变模块11的第一上桥臂111及逆变模块11的第一下桥臂112中处于工作状态的M个第一功率单元输出的直流电由处于工作状态的M个第一功率单元的电池提供或者由整流模块提供。第一相输出电流的输出端口为输出端口113，输出端口113为第一上桥臂111的第二端口1112和第一下桥臂112的第二端口1122的连接点。

可选的，可以通过两种方式给逆变模块11提供直流电。第一种方式，由于每个第一功率单元包括电池，处于工作状态的M个第一功率单元可以通过电池各自供电。第二种方式，可以在第一上桥臂111的第一端口1111和第一下桥臂112的第一端口1121之间加载直流电压。在第一种供电方式下，每个处于工作状态的第一功率单元通过所包括的电池输出电压V_c，则第一上桥臂111的第一端口1111和第一下桥臂112的第一端口1121之间的电压，为处于工作状态的M个第一功率单元输出电压的叠加，即为MV_c；在第二种供电方式下，第一上桥臂111的第一端口1111和第一下桥臂112的第一端口1121之间加载的电压为MV_c，则分配在每一个处于工作状态的第一功率单元两端的电压为V_c。

两种供电方式下，第一上桥臂111的第一端口1111和第一下桥臂112的第一端口1121之间的电压值都为MV_c，每个处于工作状态的第一功率单元两端的电压都为V_c。第一上桥臂111的第二端口1112和第一下桥臂112的第二端口1122相互连接作为逆变模块11的电流输出端口113。

第一上桥臂111的第一端口1111处电位与第一下桥臂112的第一端口1121处电位的中间电位为零电位，那么第一上桥臂111的第一端口1111处的电位为MV_c/2，第一下桥臂112的第一端口1121处的电位为－MV_c/2。

此处，结合图2对逆变模块11输出交流电的过程进行说明。图2所代表的是M的取值为4时，在某一时刻T₁桥臂中各个功率单元的工作状态。其中，端口201与图1中的第一上桥臂111的第一端口1111对应，端口202与图1中的第一下桥臂112的第一端口1121对应，端口203与图1中的电流输出端口113对应。图1中第一上桥臂111和第一下桥臂112中的每一个第一功率单元在图2中被等效为一个可以通过开关接入电路或从电路切除的直流电源。当某一直流电源接入电路，代表相应的第一功率单元处于工作状态。

在UPS供电系统正常工作的任意时刻，端口201与端口202之间共有M个功率单元处于工作状态，因此端口201与端口202之间的电压恒为4V_c，即MV_c/2－(－MV_c/2)＝4V_c。

T₁时刻，端口203处的输出电压为V_o。在端口201与端口203之间有3个功率单元处于工作状态，因此端口201与端口203之间的电压为3V_c，即MV_c/2－V_o＝3V_c。

同时T₁时刻端口203与端口202之间有1个功率单元处于工作状态，因此端口203与端口202之间的电压为V_c，即V_o－(－MV_c/2)＝V_c。

在不同工作时刻，通过改变端口201与端口203之间以及端口203与端口202之间的接入电路的直流电压源的数量，可以改变端口203的输出电压。具体的，端口203输出电压的大小可以为以下其中之一：－MV_c/2、－MV_c/2+V_c、－MV_c/2+2V_c、－MV_c/2+3V_c、－MV_c/2+4V_c，每一个值称为一个电平，相邻电平之间的差值为V_c，全部电压值呈阶梯状均匀分布于零电位点的正负两侧，由此，端口201与端口202之间大小为MV_c的直流电压被转换为交流电压从端口203输出。

结合上述关于图2的分析，可知通过控制整流模块和逆变模块中功率单元的开关状态，就可以对输出电压进行控制，从而在输出端得到需要的交流电压。在图1所示的UPS供电系统1中，第一相输出端口的输出电平数为M+1。即为得到电平数为N的交流输出，M的取值应该为N－1。

本发明的实施例提供的UPS供电系统，包括逆变模块，并通过逆变模块将大小为MV_c的直流电压转换为包括N个电平的交流电压后输出，其中相邻电平的差值为V_c。通过改变M取值的大小，可以改变UPS供电系统输出电压的电平数。UPS供电系统采用将多个第一功率单元进行串联的这种模块化的结构，可以很方便根据实际需要改变M取值的大小，实现系统的拓展或者缩减。当M的取值增大，电平数越大，输出电压的波形越接近正弦。现有技术中，在一个交流输出周期中，开关器件需要进行多次开关操作，由于工作频率高而造成较大开关损耗。开关损耗是指在开关器件开通和关断过程中，开关器件两端的电压和通过开关器件的电流不能同时为零而造成在开关器件上的功率损耗。本发明的实施例提供的UPS供电系统，每个第一功率单元在一个交流输出周期中，相比于现有技术只进行少量的开关操作，一般为M分之一，由此降低了每一个开关器件的工作频率，从而降低了开关损耗，提高了UPS供电系统内部电能转换的效率。同时，由于桥臂内的功率单元的串联关系，桥臂两端的电压是分摊在各个处于工作状态的功率单元上的，因此改变M取值的大小也能够调整桥臂的耐受电压，从而使得UPS供电系统能够工作在更高的电压下，输出更高功率。

本发明的实施例提供另一种UPS供电系统，其输出电压包括N个电平，如图3所示，UPS供电系统3包括整流模块和逆变模块。整流模块用于将输入UPS供电系统3的交流电流转换为直流电流，并将直流电流输送给逆变模块。逆变模块用于接收整流模块输送的直流电流，并将直流电流转换为交流电流后输出。

其中，整流模块包括整流模块的第一上桥臂313，整流模块的第一下桥臂314。整流模块的第一上桥臂313与整流模块的第一下桥臂314相互并联，整流模块的第一上桥臂313、整流模块的第一下桥臂314均包括串联的至少M个第二功率单元，M为大于零的整数，图2表示M为3的情况。整流模块的第一上桥臂313的第二端口3132与整流模块的第一下桥臂314的第二端口3142的连接点为第一相输入电流的输入端口311。

逆变模块包括逆变模块的第一上桥臂315，逆变模块的第一下桥臂316。逆变模块的第一上桥臂315与逆变模块的第一下桥臂316相互并联，逆变模块的第一上桥臂315、逆变模块的第一下桥臂316均包括串联的至少M个第一功率单元。逆变模块的第一上桥臂315的第二端口3152与逆变模块的第一下桥臂316的第二端口3162的连接点为第一相输出电流的输出端口312。

整流模块的第一上桥臂313的第一端口3131与逆变模块的第一上桥臂315的第一端口3151通过直流母线317相连。整流模块的第一下桥臂314的第一端口3141与逆变模块的第一下桥臂316的第一端口3161通过直流母线318相连。

可选的，本发明的实施例提供一种第一功率单元及第二功率单元，如图4所示。第一功率单元及第二功率单元包括电容器C、第一控制器、及第二控制器。其中，第一控制器包括相互并联的IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)1及二极管D1，第二控制器包括相互并联的IGBT2及二极管D2，第一控制器及电容器C相互串联，串联后的第一控制器及电容器C与第二控制器并联。第一功率单元还包括电池，电池与电容C并联。第二功率单元不包括电池。第一功率单元及第二功率单元的第一端口为IGBT1的发射极，第一功率单元及第二功率单元的第二端口为IGBT2的发射极。

将第一功率单元与第二功率单元统称为功率单元，功率单元均有三种状态，状态的变化与功率单元中IGBT1及IGBT2的开关状态有关。从第一端口流入功率单元从第二端口流出功率单元的电流为正方向电流。从第二端口流入功率单元从第一端口流出功率单元的电流为负方向电流。此处以第二功率单元为例进行说明，第二功率单元的三种状态如图5所示，分别为：

状态1，IGBT1和IGBT2均关断。当电流方向为正时，电流经过二极管Dl流向电容C充电，当电流方向为负时，电流通过二极管D2将电容C旁路，对电容C的电压无影响。状态1多发生在非正常工作状态下，比如在整流模块断电时，或者逆变模块出现短路等故障时，UPS供电系统中3的所有功率单元都处于状态1。

状态2，IGBTl开通且IGBT2关断，此时，第二功率单元处于工作状态。当电流方向为正时，电流通过二极管Dl向电容C充电。当电流方向为负时，电流通过IGBTl对电容C进行放电。

状态3，IGBTl关断且IGBT2开通，此时，当电流方向为正时，电流通过IGBT2将电容C旁路，对电容C的电压无影响。当电流方向为负时，电流通过二极管D2将电容C旁路，对电容C的电压无影响。

结合图3，第一相交流电压通过端口311输入整流模块，整流模块接收第一相输入电流，通过整流模块的第一上桥臂313及整流模块317的第一下桥臂314中处于工作状态的M个第二功率单元将第一相输入电流由交流电转换为直流电，并将转换为直流电的第一相输入电流传输至逆变模块。其中，处于工作状态的第二功率单元为正在进行充电或放电的第二功率单元，即处于状态2的第二功率单元。每个第二功率单元都可看做一个可控的电压源，通过控制某一个第二功率单元IGBT1和IGBT2的导通和关断，可以调整该第二功率单元的状态，使得该第二功率单元两端的输出电压在0和V_c之间切换，其中V_c为第二功率单元的电容电压。在UPS供电系统正常工作的任意时刻，整流模块的第一上桥臂313及第一下桥臂314中共有M个第二功率单元处于状态2，即第一上桥臂313的第一端口3131和第一下桥臂314的第一端口3141之间共串联有M个第二功率单元，由于每个处于工作状态的第二功率单元输出的直流电压为V_c，那么第一上桥臂313的第一端口3131和第一下桥臂314的第一端口3141之间的直流电压由M个第二功率单元两端的电压叠加而成，为MV_c。

结合图3，逆变模块的第一上桥臂315的第一端口3151通过直流母线317和整流模块的第一上桥臂313的第一端口3131相连接。逆变模块的第一下桥臂316的第一端口3161通过直流母线318和整流模块的第一下桥臂314的第一端口3131相连接。则第一上桥臂315的第一端口3151和第一下桥臂316的第一端口3161之间的直流电压，与第一上桥臂313的第一端口3131和第一下桥臂314的第一端口3141之间的直流电压相等，其值为MV_c。

逆变模块接收整流模块传输的转换为直流电的第一相输入电流后，通过逆变模块的第一上桥臂315及第一下桥臂316中处于工作状态的M个第一功率单元将第一相输入电流由直流电转换为交流电，同时，通过控制逆变模块的第一上桥臂315中处于工作状态的第一功率单元的个数及逆变模块的第一下桥臂316中处于工作状态的第一功率单元的个数调节第一相输入电流的电平，将转换为交流电并调节电平后的第一相输入电流作为第一相输出电流经端口312输出。逆变模块具体输出交流电的过程与图1所对应的实施例中的逆变模块11输出交流电的过程相同，在此不再赘述。

可选的，本发明的实施例提供另一种第一功率单元及第二功率单元，如图6所示。第一功率单元及第二功率单元包括：第一控制器，第二控制器，第三控制器，第四控制器、及电容C。其中第一控制器由IGBT1和二极管D1相互并联组成，第二制器由IGBT2和二极管D2相互并联组成，第三控制器由IGBT3和二极管D3相互并联组成，第四控制器由IGBT4和二极管D4相互并联组成。第一控制器和第二控制器串联，第三控制器和第四控制器串联，串联后的第一控制器和第二控制器与电容C并联、串联后的第三控制器和第四控制器与电容C并联。第一功率单元还包括电池，电池与电容C并联。第二功率单元不包括电池。第一控制器与第二控制器的连接点为该第二功率单元的第一端口，第三控制器与第四控制器的连接点为该第二功率单元的第二端口。图6所示的第一功率单元及第二功率单元，通过四个IGBT对第一功率单元及第二功率单元的状态进行控制，相比图4所示的第一功率单元及第二功率单元通过两个IGBT对第一功率单元及第二功率单元的状态进行控制，在输出相同频率的交流电的情况下，第一功率单元及第二功率单元内各个IGBT的开关频率比第一功率单元401内的各个IGBT的开关频率降低一半，从而进一步减少了开关损耗。

可选的，可以通过在UPS供电系统3中加入冗余的功率单元提高UPS供电系统3的可靠性。UPS供电系统3包括了多个桥臂，每个桥臂包括了多个串联的功率单元，基于这种模块化的结构特点，能够方便地实现功率单元的冗余设计。具体的，可以在功率单元的第一端口及第二端口之间并联一个快速旁路开关，并且在桥臂中加入冗余的功率模块。这样，每个桥臂中的功率单元包括M个功率单元和冗余功率单元。当M个功率单元正常工作时，关闭冗余功率单元的旁路开关，将其旁路，或者让冗余功率单元工作在状态3。当M个功率单元中有功率单元出现故障时，关闭该故障功率单元的旁路开关将其旁路，再选择一个冗余功率模块，断开该冗余功率模块的旁路开关使其代替故障功率模块。由此利用UPS供电系统3结构模块化的特点，通过结构模块的冗余化设计提高了UPS供电系统3的可靠性。

在实际情况下，同一桥臂内各个功率单元的电容电压可能不同，由此导致桥臂内各个功率单元电容电位不平衡。为了解决这个问题，可以采用如下办法：周期性的采样各个功率单元内的电容的电压，采样周期可以是毫秒级或更小，根据功率单元的电容电压，主控制器根据电流的方向对功率单元的第一控制器开关状态和第二控制器的开关状态进行控制。具体的，当电流的方向为正，比较各个处于状态2的功率单元内的电容电压，选择电容电压最低的功率单元首先充电。当电流的方向为负，比较各个处于状态2的功率单元内的电容电压，选择电容电压最高的功率单元首先放电。

可选的，结合图7，UPS供电系统3还包括整流模块的第二上桥臂323，整流模块的第二下桥臂324，逆变模块的第二上桥臂325，逆变模块的第二下桥臂326，用于对第二相电流进行转换。其中，第二相电流与第一相电流相位不同。

其中，整流模块的第二上桥臂323与整流模块的第二下桥臂324相互并联，整流模块的第二上桥臂323、整流模块的第二下桥臂324均包括串联的至少M个第二功率单元，M为大于零的整数，图7表示M为3的情况。整流模块的第二上桥臂323的第二端口3232与整流模块的第二下桥臂324的第二端口3242的连接点为第二相输入电流的输入端口321。

逆变模块的第二上桥臂325，逆变模块的第二下桥臂326。逆变模块的第二上桥臂325与逆变模块的第二下桥臂326相互并联，逆变模块的第二上桥臂325、逆变模块的第二下桥臂326均包括串联的至少M个第一功率单元。逆变模块的第二上桥臂325的第二端口3252与逆变模块的第二下桥臂326的第二端口3262的连接点为第一相输出电流的输出端口322。

整流模块的第二上桥臂323的第一端口3231与逆变模块的第二上桥臂325的第一端口3251通过直流母线317相连。整流模块的第二下桥臂324的第一端口3241与逆变模块的第二下桥臂326的第一端口3261通过直流母线318相连。

可选的，结合图7，UPS供电系统3还包括整流模块的第三上桥臂333，整流模块的第三下桥臂334，逆变模块的第三上桥臂335，逆变模块的第三下桥臂336，用于对第三相电流进行转换。其中，第三相电流与第一、第二相电流相位不同。

其中，整流模块的第三上桥臂333与整流模块的第三下桥臂334相互并联，整流模块的第三上桥臂333、整流模块的第三下桥臂334均包括串联的至少M个第二功率单元，M为大于零的整数，图7表示M为3的情况。整流模块的第三上桥臂333的第二端口3332与整流模块的第三下桥臂334的第二端口3342的连接点为第三相输入电流的输入端口331。

逆变模块的第三上桥臂335，逆变模块的第三下桥臂336。逆变模块的第三上桥臂335与逆变模块的第三下桥臂336相互并联，逆变模块的第三上桥臂335、逆变模块的第三下桥臂336均包括串联的至少M个第一功率单元。逆变模块的第三上桥臂335的第二端口3352与逆变模块的第三下桥臂336的第二端口3362的连接点为第一相输出电流的输出端口332。

整流模块的第三上桥臂333的第一端口3331与逆变模块的第三上桥臂335的第一端口3351通过直流母线317相连。整流模块的第三下桥臂334的第一端口3341与逆变模块的第三下桥臂336的第一端口3361通过直流母线318相连。

可选的，结合图7所示，UPS供电系统3中的每个桥臂包括一个电感，该电感与功率单元串联。在有两相电或两相以上电的应用场景中，由于每一相转换模块都是通过功率单元串联形成桥臂，后桥臂通过并联而组成，各相转换模块的上、下桥臂两端的直流电压的理论值为MV_c，但实际情况下可能会有电压差，由这种电压差而导致的电流称为相间不均衡电流。在桥臂中加入电感，能够限制相间不均衡电流。另外，出现短路故障时，尤其是直流母线短路，由于这个电感的存在，短路电流的上升速度被限制，通常会被限制在几十安培每微妙的速度，这样，控制器可以及时的采样电流信号以检测到故障，然后发出保护信号以使得各功率单元关断IGBT1和IGBT2，即各功率单元进入状态3，因此在桥臂中加入电感，还能够起到保护电路的作用。

UPS供电系统3，通过改变M取值的大小，可以改变UPS供电系统输出电压的电平数。当M的取值增大，电平数越高，输出电压的波形越接近正弦，相比现有技术提高了供电质量。同时UPS供电系统3采用模块化的结构设计，可以很方便根据实际需要改变M取值的大小，实现系统的拓展或者缩减。

现有技术中，在一个交流输出周期中，开关器件需要进行多次开关操作，由此造成较大开关损耗。其中开关损耗是指在开关器件开通和关断过程中，开关器件两端的电压和通过开关器件的电流不能同时为零而造成的在开关器件上的功率损耗。UPS供电系统3中的每个功率单元在一个交流输出周期中，相比于现有技术只进行少量的开关操作，一般为M分之一，由此降低了开关损耗，提高了UPS供电系统电能转换的效率。

UPS供电系统3内的桥臂包括了串联的M个功率单元，桥臂两端的电压是分摊在各个处于工作状态的功率单元上的。通过增大M的取值，可以升高UPS供电系统的耐受电压，使得UPS供电系统能够工作在更高的电压下，输出更高功率。在工作电压一定是，增大M的取值可以降低分摊在每一个桥臂两端的电压，由此可以降低对功率单元耐受电压的要求，从而降低器件成本。

基于UPS供电系统3的高电平、高转换效率、高耐受电压的特点，将UPS供电系统3应用于在线式UPS供电系统，既可以应用于低压UPS供电系统，也可以应用于中压UPS供电系统，中压一般指1KV～35KV的电压。中压UPS供电系统能够在中压下进行电能转换，同时输出更高的功率。

可选的，结合图8所示的UPS供电系统结构图，UPS供电系统3还包括，输入滤波模块，该输入滤波模块用于对每一相输入电流进行滤波处理，并将经过滤波处理的每一相输入电流传输至整流模块。

可选的，UPS供电系统3还包括输出滤波模块，该输出滤波模块用于对每一相输出电流进行滤波处理。

可选的，UPS供电系统3还包括旁路模块，旁路模块可以包括维修开关和旁路开关。当需要对UPS供电系统3进行维修时可以通过维修开关将UPS供电系统3从电路切除。

当利用市电向UPS供电系统3供电时，UPS供电系统3的整流模块输出的直流电流，一部分为电池充电，另一部分经逆变模块向用电设备供电。在发生市电停电或其他情况时，UPS供电系统3可以利用电池向用电设备供电。可选的，电池的电能可以直接通过直流母线输送至逆变模块，或者经过整流模块输送至逆变模块。

本发明的实施例提供的UPS供电系统，能够通过改变M取值实现更高电平，减少谐波，在保证供电质量的同时减少输出滤波模块的体积，实现在线式UPS供电系统。同时，由于桥臂内功率单元是串联的关系，通过增大M的取值，可以使UPS供电系统工作在更高的电压下，实现中压UPS供电系统。中压UPS供电系统在中压侧实现电能转换，工频和高频都可以实现电能转换。中压侧实现电能转换，能够提高UPS供电系统的功率，比如大规模数据中心的主配电系统的单个UPS供电系统功率可以达到20,000kVA。中压侧实现电能转换在提高功率的同时能够降低转换电流，从而提高转换效率，并进一步节省电能转换中所需要的铜的用量，节约了产品制造成本。另外，在电能转换的过程中，多电平UPS供电系统内单个功率单元的开关器件工作在更低的频率下，从而降低了开关损耗，进一步提高了转换效率。

本发明的实施例提供的UPS供电系统，其模块化的结构特点使得系统的设计灵活度大大提高，并且能够方便地实现功率模块、电池的冗余设计。当某一模块出现故障时，利用冗余模块替换故障模块，使得UPS供电系统可以不受故障模块影响继续正常工作，从而提高了UPS供电系统的可靠性。将电池分散在第一功率单元里的方式，相比现有技术中将电池集中在一个独立的模块内实现的方式，可以省去充电器和放电器从而降低成本，同时可以在UPS供电系统正常工作时直接插拔、更换电池，使得维护工作更加方便简单。

可选的，基于本发明的实施例提供的UPS供电系统，本发明的实施例提供一种基于中压UPS供电系统的电源系统网络，如图9所示。该电源系统网络通过中压UPS供电系统为负载输送电能。具体的，电力公共电网上的电力经过中压配电后输送至UPS输入配电设备，中压UPS供电系统将由UPS输入配电输出中压电能经过转换后输出至UPS输出配电，UPS输出配电输出的中压电能经过低压配电、负载配电传输至负载。基于中压UPS供电系统的电源系统网络，其最大优点是运行效率高，功率大，支持更长时间的电池配置。在ICT(Internet &Communication Technology，互联网及通信技术)领域，能够为半导体制造业、云计算中心等大型关键设施提供可靠的整体保护。

可选的，基于本发明的实施例提供的UPS供电系统，本发明的实施例提供一种基于混合UPS供电系统的电源系统网络，如图10所示。该电源系统网络中传统的低压UPS供电系统和中压UPS供电系统并联为负载配电。电源系统网络的目的在于在控制整个系统成本和同时保持最高程度的电源可靠性。在提高总体运行效率的同时，基于混合UPS供电系统的电源系统网络有助于节省整个电气系统的安装成本、减少UPS设备的安装空间，并降低UPS供电系统的维护成本。

本发明的实施例提供的UPS供电系统，通过模块化的结构设计实现了多电平输出，提高了UPS供电系统电能转换效率，适用于高电压大功率的应用场合，能够支持长时间的电池配置，且降低了设备制造、维护的成本。本发明的实施例提供的UPS供电系统解决方案，对电力由公共电网输送至负载的整个过程进行了优化，提高了整个过程中的电能转换效率。

基于本发明的实施例提供的UPS供电系统，本发明的实施例提供一种电流转换方法，参照图11所示，包括以下步骤：

1101、不间断电源供电系统获取第一相输入电流。

可选的，UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)供电系统的输出电压包括N个电平，N为大于或等于3的自然数，输出电压为UPS供电系统的输出电流的电压，UPS供电系统包括逆变模块，逆变模块，逆变模块包括逆变模块的第一上桥臂及逆变模块的第一下桥臂，逆变模块的第一上桥臂与逆变模块的第一下桥臂相互并联，逆变模块的第一上桥臂及逆变模块的第一下桥臂各自包含互相串联的M个第一功率单元，M等于N－1。

可选的，在市电供电正常时，UPS供电系统首先对从市电UPS供电系统接收到的第一相输入电流进行滤波处理，将经过滤波处理后的第一相输入电流输送至UPS供电系统整流模块。整流模块包括整流模块的第一上桥臂及整流模块的第一下桥臂，整流模块的第一上桥臂与整流模块的第一下桥臂相互并联，整流模块的第一上桥臂及整流模块的第一下桥臂各自包含互相串联的M个第二功率单元。UPS供电系统将由市电输入的第一相输入电流经过整流模块处理后输送至UPS供电系统的逆变模块。具体的，整流模块接收第一相输入电流，通过整流模块的第一上桥臂及整流模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第二功率单元将第一相输入电流由交流电转换为直流电，并将转换为直流电的第一相输入电流输送至逆变模块。其中，处于工作状态的第二功率单元为正在进行充电或放电的第二功率单元。

可选的，在发生市电停电等情况时，UPS供电系统利用电池存储的电能向负载供电，此时逆变模块把从电池接收的直流电流作为第一相输入电流。具体的，电池通过将电流输入逆变模块的第一上桥臂及第一下桥臂对第一功率单元中的电容充电，逆变模块把第一上桥臂及逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元输出的直流电合成为第一相输入电流。

1102、调节第一相输入电流的电平同时将第一相输入电流由直流电转换为交流电。

通过控制逆变模块的第一上桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数及逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数调节第一相输入电流的电平。同时，通过对逆变模块中第一功率单元的调制，逆变模块的第一上桥臂及逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将第一相输入电流由直流电转换为交流电，其中，处于工作状态的第一功率单元为正在进行充电或放电的第一功率单元。

1103、将转换为交流电并调节电平后的第一相输入电流作为第一相输出电流输出。

可选的，UPS供电系统对经过逆变模块处理得到的交流电进行滤波，以提高第一相输出电流波形的质量。

除第一相输入电流以，UPS供电系统可以接收多相电流，并将步骤1101至步骤1103的处理过程应用于每一相电流。

本发明的实施例提供的电流转换方法，能够实现UPS供电系统的多电平输出，从而提高UPS供电系统电能转换效率。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以用硬件实现，或固件实现，或它们的组合方式来实现。当使用软件实现时，可以将上述功能存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机可读介质可以包括RAM(Random Access Memory，随机存储器)、ROM(Read OnlyMemory，只读内存)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory，电可擦可编程只读存储器)、CD－ROM(Compact DiscRead Only Memory，即只读光盘)或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外。任何连接可以适当的成为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL(Digital Subscriber Line，数字用户专线)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质的定影中。如本发明所使用的，盘和碟包括CD(Compact Disc，压缩光碟)、激光碟、光碟、DVD碟(Digital Versatile Disc，数字通用光)、软盘和蓝光光碟，其中盘通常磁性的复制数据，而碟则用激光来光学的复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种不间断电源UPS供电系统，其特征在于，所述UPS供电系统的输出电压包括N个电平，所述输出电压为所述UPS供电系统的输出电流的电压，所述UPS供电系统包括逆变模块，所述逆变模块包括所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂，所述逆变模块的第一上桥臂与所述逆变模块的第一下桥臂相互并联，所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂各自至少包含互相串联的M个第一功率单元，所述M个第一功率单元中每个第一功率单元包括电池，其中N为大于1的整数，M等于N－1；

所述逆变模块，用于将所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元输出的直流电合成为第一相输入电流，通过控制所述逆变模块的第一上桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数调节所述第一相输入电流的电平，同时，通过所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第一相输入电流由直流电转换为交流电，将转换为交流电并调节电平后的第一相输入电流作为第一相输出电流输出，其中，所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元输出的直流电由所述处于工作状态的M个第一功率单元的电池提供或者由整流模块提供。

2.根据权利要求1所述的UPS供电系统，其特征在于，所述UPS供电系统还包括所述整流模块，所述整流模块包括所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂，所述整流模块的第一上桥臂与所述整流模块的第一下桥臂相互并联，所述整流模块的第一上桥臂、所述整流模块的第一下桥臂各自包含互相串联的M个第二功率单元；

所述整流模块，用于接收第一相输入电流，通过所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第二功率单元将所述第一相输入电流由交流电转换为直流电，并将转换为直流电的第一相输入电流传输至所述逆变模块，所述处于工作状态的第二功率单元为正在进行充电或放电的第二功率单元；

所述逆变模块，用于接收所述整流模块传输的所述转换为直流电的第一相输入电流，通过所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第一相输入电流由直流电转换为交流电，同时，通过控制所述逆变模块的第一上桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数调节所述第一相输入电流的电平，将转换为交流电并调节电平后的第一相输入电流作为第一相输出电流输出，所述处于工作状态的第一功率单元为正在进行充电或放电的第一功率单元。

3.根据权利要求2所述的UPS供电系统，其特征在于，

所述第一功率单元包括电容器、第一控制器、第二控制器及电池，其中，所述第一控制器及所述电容器相互串联，所述电容器及所述电池相互并联，串联后的所述第一控制器及所述电容器与所述第二控制器并联；

所述第二功率单元包括所述电容器、所述第一控制器及所述第二控制器，其中，所述第一控制器及所述电容器相互串联，串联后的所述第一控制器及所述电容器与所述第二控制器并联。

4.根据权利要求3所述的UPS供电系统，其特征在于，

所述第一控制器包括相互并联的绝缘栅双极晶体管及二极管，所述第二控制器包括相互并联的绝缘栅双极晶体管及二极管；

所述第一控制器的绝缘栅双极晶体管处于开通状态、所述第二控制器的绝缘栅双极晶体管处于断开状态时，所述第二功率单元处于工作状态。

5.根据权利要去2所述的UPS供电系统，其特征在于，

所述整流模块还包括所述整流模块的第二上桥臂及所述整流模块的第二下桥臂，所述逆变模块还包括所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂，所述整流模块的第二上桥臂及所述整流模块的第二下桥臂相互并联，所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂相互并联；

所述整流模块的第二上桥臂、所述整流模块的第二下桥臂、所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂各自包含相互串联的M个第二功率单元；

所述整流模块，还用于接收第二相输入电流，通过所述整流模块的第二上桥臂及所述整流模块的第二下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第二相输入电流由交流电转换为直流电，并将转换为直流电的第二相输入电流传输至所述逆变模块；

所述逆变模块，用于接收所述整流模块传输的所述转换为直流电的第二相输入电流，通过所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第二相输入电流由直流电转换为交流电，并将转换为交流电的第二相输入电流作为第二相输出电流输出，其中，所述第一相输入电流与所述第二相输入电流相位不同，所述第一相输出电流与所述第二相输出电流相位不同。

6.一种电流转换方法，应用于UPS供电系统，其特征在于，所述UPS供电系统的输出电压包括N个电平，N为大于1的整数，所述输出电压为所述UPS供电系统的输出电流的电压，所述UPS供电系统包括逆变模块，所述逆变模块包括所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂，所述逆变模块的第一上桥臂与所述逆变模块的第一下桥臂相互并联，所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂各自至少包含互相串联的M个第一功率单元，M等于N－1，所述方法包括：

获取第一相输入电流；

通过控制所述逆变模块的第一上桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的第一功率单元的个数调节所述第一相输入电流的电平，同时，通过所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第一相输入电流由直流电转换为交流电，所述处于工作状态的第一功率单元为正在进行充电或放电的第一功率单元；

将转换为交流电并调节电平后的第一相输入电流作为第一相输出电流输出。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述M个第一功率单元中每一个功率单元包括电池；

所述获取第一相输入电流，包括：

将所述逆变模块的第一上桥臂及所述逆变模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元输出的直流电合成为所述第一相输入电流。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述UPS供电系统还包括整流模块，所述整流模块包括所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂，所述整流模块的第一上桥臂与所述整流模块的第一下桥臂相互并联，所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂各自包含互相串联的M个第二功率单元；

所述获取第一相输入电流，包括：

接收第一相输入电流，通过所述整流模块的第一上桥臂及所述整流模块的第一下桥臂中处于工作状态的M个第二功率单元将所述第一相输入电流由交流电转换为直流电，所述处于工作状态的第二功率单元为正在进行充电或放电的第二功率单元。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收第二相输入电流，通过所述整流模块的第二上桥臂及所述整流模块的第二下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第二相输入电流由交流电转换为直流电；

通过所述逆变模块的第二上桥臂及所述逆变模块的第二下桥臂中处于工作状态的M个第一功率单元将所述第二相输入电流由直流电转换为交流电；

将转换为交流电的第二相输入电流作为第二相输出电流输出，其中，所述第一相输入电流与所述第二相输入电流相位不同，所述第一相输出电流与所述第二相输出电流相位不同。