CN108736467A - 用于电力系统的自动电流平衡 - Google Patents

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CN108736467A CN201810320233.8A CN201810320233A CN108736467A CN 108736467 A CN108736467 A CN 108736467A CN 201810320233 A CN201810320233 A CN 201810320233A CN 108736467 A CN108736467 A CN 108736467A
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Abstract

本公开涉及用于电力系统的自动电流平衡。根据多个方面,本文的实施例提供了一种电力系统,其包括被配置为与多个UPS并联操作的第一不间断电源(UPS),第一UPS包括被配置为接收输入功率的输入端;被配置为向负载提供输出功率的输出端;插入在输入端和输出端之间并且包括旁路开关的旁路电路,旁路开关被定位成在旁路模式下耦合输入端和输出端并且在线模式下去耦输入端和输出端;以及控制器,其耦合到第一UPS并被配置为监测通过旁路电路的输入电流,并且控制第一UPS的旁路开关以在旁路模式期间使通过第一UPS的旁路电路的输入电流中断一段延迟,使得每个UPS向负载提供平衡的输出电流。

Description

用于电力系统的自动电流平衡
发明背景
发明领域
根据本发明的至少一个示例总体上涉及不间断电源(UPS)系统。
相关技术的讨论
使用电力设备(诸如,不间断电源(UPS))为敏感负载和/或关键负载(诸如,计算机系统和其他数据处理系统)提供经稳压的、不间断的电力是众所周知的。已知的不间断电源包括在线式UPS、离线式UPS、在线互动式UPS以及其他。在线式UPS提供经调节的AC功率,并且在主要的AC电力源中断时提供备用AC功率。离线式UPS通常不提供对输入AC功率的调节,但是确实在主AC电力源中断时提供备用AC功率。在线互动式UPS类似于离线式UPS之处在于当发生停电的时候,它们都切换到电池电力,但在线互动式UPS通常还包括用于对由UPS提供的输出电压进行稳压的多抽头变压器。
典型的在线式UPS使用功率因数校正电路(PFC)整流由电力公司提供的输入功率,以向DC总线提供整流功率。经整流的DC电压通常用于在干线电源可用时为电池充电,以及为DC总线提供电力。在没有干线电源的情况下,电池为DC总线提供电力。从DC总线,逆变器生成被提供给负载的AC输出电压。由于DC总线可由干线或电池供电,因此如果在干线发生故障时电池被充分充电,那么UPS的输出功率是不间断的。典型的在线式UPS也可以在旁路模式下操作,在该模式中,通过旁路线路直接从AC电力源向负载提供未经调节的电力。
为了提供增强的可扩展性和/或冗余能力,两个或更多个UPS可以电连接以形成并联UPS系统。在这样的系统中,多个UPS的组合可以提供增加的功率容量给附接到并联UPS系统的负载。此外,如果并联耦合的UPS中的一个UPS发生故障,并联耦合的其他UPS可以充当发生故障的UPS的备用电源。
概述
方面和实施例通常针对用于在旁路操作模式期间自动平衡在多个(a pluralityof)并联UPS中的每一个之间的负载分担的系统和方法。本文讨论的各方面和实施例包括在每个UPS的旁路电路内的一个或更多个有源部件,其可被动态控制以自动中断输入电流,使得多个UPS中的每个UPS的输出电流提供基本等效的均方根(RMS)电流。因此,与用于负载平衡的各种已知方法相比,各方面和实施例提供了减小的尺寸、重量、成本和复杂度的负载分担系统。
根据一个方面,提供了一种电力系统。在一个示例中,电力系统包括被配置为与多个UPS并联操作的第一不间断电源(UPS),第一UPS包括耦合到电力源并被配置为接收来自电力源的输入功率的输入端;耦合到负载并且被配置为至少部分地基于输入功率向负载提供输出功率的输出端;第一旁路电路,其插入在输入端和输出端之间并且包括至少第一旁路开关,该至少第一旁路开关被定位成在旁路操作模式中耦合输入端和输出端,并且在在线操作模式中将输入端和输出端去耦;以及控制器,其耦合到至少第一UPS并且被配置为监测在旁路操作模式期间通过第一UPS的第一旁路电路的输入电流,并且控制第一UPS的至少第一旁路开关以在旁路操作模式期间使通过第一UPS的第一旁路电路的输入电流中断第一延迟的持续时间,使得多个UPS中的每个UPS在多个UPS中向负载提供基本平衡的输出电流。
在一个实施例中,在控制第一UPS的至少第一旁路开关以中断通过第一旁路电路的输入电流时,控制器还被配置成减小输入电流,使得多个UPS中的每个UPS向负载提供基本等效的均方根(RMS)电流。根据实施例,电力系统还包括多个UPS,并且该多个UPS中的每个UPS包括第二旁路电路,该第二旁路电路包括至少第二旁路开关,并且该控制器还耦合到多个UPS中的每个UPS并且被配置成在第一延迟的持续时间期间控制多个UPS中的每个UPS的至少第二旁路开关,使得多个UPS中的每个UPS的输出电流波形是连续的。
根据实施例,控制器还被配置为基于确定哪个输出电流具有最大量值来识别多个UPS中的第二UPS,并且控制第二UPS的至少第二旁路开关以使通过第二UPS的第二旁路电路的电流中断第二延迟的持续时间,使得多个UPS中的其他UPS中的每个UPS保持提供给负载的基本上等效的RMS电流。在一个实施例中,控制器还被配置为控制第一UPS的至少第一旁路开关和第二UPS的至少第二旁路开关,使得第一延迟的持续时间和第二延迟的持续时间是不同时的。根据一个实施例,在控制第一UPS的至少第一旁路开关以中断通过第一UPS的旁路电路的输入电流时,控制器还被配置为使通过第一UPS的至少第一旁路电路的输入电流中断高达输入电流的波形的至少一个完整周期的持续时间。
在实施例中,控制器还被配置为至少部分地基于通过第一UPS的第一旁路电路的输入电流的值来动态地调整第一延迟的持续时间。根据实施例,第一UPS的至少第一旁路开关是一组硅控整流器(SCR)。根据实施例,输入功率包括单相电输入功率,并且在控制第一UPS的至少第一旁路开关以中断通过第一UPS的第一旁路电路的输入电流时,控制器被配置为向第一UPS的SCR提供单个控制信号。
根据实施例,输入功率包括三相电输入功率,并且第一UPS的至少第一旁路开关包括多组SCR,该多组SCR中的每组SCR对应于三相输入功率的相位。在一个实施例中,在控制第一UPS的至少第一旁路开关以中断通过第一UPS的第一旁路电路的输入电流时,控制器被配置为向第一UPS的每组SCR提供单个控制信号。
在一个实施例中,第一UPS还包括耦合到输入端并被配置为在在线操作模式期间将输入功率转换为DC功率的AC/DC转换器、耦合到输出端并且被配置成将DC功率转换成输出功率的DC/AC转换器以及插入在AC/DC转换器和DC/AC转换器之间的DC总线,并且响应于确定输入功率高于或低于预定电平,控制器还被配置为控制第一UPS的至少第一旁路开关以在线操作模式中进行操作。
根据一个方面,提供了一种用于操作包括并联耦合的多个不间断电源(UPS)的电力系统的方法,该方法包括:在多个UPS中的每个UPS的输入端处接收来自电力源的输入功率,监测在旁路操作模式期间通过多个UPS中的每个UPS的旁路电路的输入电流,每个旁路电路包括被定位成在旁路操作模式期间将每个UPS的输入端与输出端耦合的至少一个旁路开关,并且控制多个UPS中的第一UPS的至少一个旁路开关以在旁路操作模式期间使通过第一UPS的旁路电路的输入电流中断第一延迟的持续时间,使得多个UPS中的每个UPS向负载提供在多个UPS中基本平衡的输出电流。
在一个实施例中,控制多个UPS中的第一UPS的至少一个旁路开关以中断通过第一UPS的旁路电路的输入电流包括减小通过第一UPS的第一旁路电路的输入电流,使得多个UPS中的每个UPS向负载提供基本上等效的均方根(RMS)电流。在一个实施例中,该方法还包括在第一延迟的持续时间期间控制多个UPS中的其他UPS中的每个UPS的至少一个旁路开关,使得每个其他UPS中的每一个UPS的输出电流波形是连续的。
在一个实施例中,该方法还包括基于确定哪个输入电流具有最大量值来识别多个UPS中的第二UPS,并且控制第二UPS的至少一个旁路开关以在旁路操作模式期间使通过第二UPS的旁路电路的输入电流中断第二延迟的持续时间,使得多个UPS中的每个UPS保持向负载提供的基本上等效的RMS电流。根据一个实施例,控制第一UPS的至少一个旁路开关以中断通过第一UPS的旁路电路的输入电流还包括使通过第一UPS的旁路电路的输入电流中断高达输入电流的波形的至少一个完整周期的持续时间。
根据一个实施例,输入功率包括单相电输入功率并且控制第一UPS的至少一个旁路开关以中断通过第一UPS的旁路电路的输入电流包括将单个控制信号提供给第一UPS的一组硅控整流器(SCR)。在一个实施例中,输入功率包括三相电输入功率并且控制第一UPS的至少一个旁路开关以中断通过第一UPS的旁路电路的输入电流包括将单个控制信号提供给第一UPS的多组硅控整流器(SCR),多组SCR中的每组SCR对应于三相电输入功率的相。
根据一个方面,提供了一种电力系统。在一个示例中,电力系统包括多个不间断电源(UPS),多个UPS中的每个UPS并联耦合并且包括耦合到电力源并被配置为从电力源接收输入功率的输入端、耦合到负载并且被配置为至少部分地基于输入功率向负载提供输出功率的输出端;插入在输入端和输出端之间并且包括至少一个旁路开关的旁路电路,该至少一个旁路开关被定位为在旁路操作模式中耦合输入端和输出端,并且在在线操作模式中将输入端和输出端去耦;以及用于控制多个UPS中的第一UPS的装置,其在旁路操作模式期间使通过第一UPS的旁路电路的输入电流中断第一延迟的持续时间,使得多个UPS中的每一个UPS向负载提供在多个UPS中基本上平衡的输出电流。
以下还对其他方面、实施例以及这些示例性方面和实施例的优点进行详细地讨论。此外,应理解,上述信息和下面的详细描述都仅仅是各个方面和实施例的说明性的示例,并且旨在提供用于理解所要求保护的方面和实施例的性质和特性的综述或者体系。本文所公开的任何实施例可以以任何方式与和在本文中公开的目标、目的以及需要中的至少一个一致的任何其他实施例结合,及对“实施例”、“一些实施例”、“可选实施例”、“各种实施例”、“一个实施例”或类似短语的引用并不一定是相互排斥的,并且旨在指示出结合该实施例所描述的特定的特征、结构或特性可以被包括在至少一个实施例中。本文中这类术语的出现不一定都指同一实施例。
附图说明
下面参考附图讨论至少一个实施例的各种方面,附图并没有被规定为按比例绘制。附图被包括以提供对各个方面和实施例的说明和进一步的理解,并且被并入说明书并构成该说明书的一部分,但是不旨在作为对本发明的限制的定义。在附图中,在不同图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相似的数字表示。为了清楚的目的,不是每个部件都在每个附图中被标出。在附图中:
图1A是根据本发明的方面的包括多个并联UPS的示例电力系统的框图;
图1B是根据本发明的方面示出图1A所示的示例电力系统的控制器和旁路开关之间的连接的一个示例的框图;
图1C是根据本发明的方面示出图1A所示的示例电力系统的控制器和旁路开关之间的连接的一个示例的另一个框图;
图2是示出根据本发明的方面的通过示例电力系统的旁路电路的电流的曲线图;
图3是示出根据本发明的方面的通过示例电力系统的旁路电路的电流的曲线图;
图4是根据本发明的方面的用于操作包括并联耦合的多个UPS的电力系统的示例性过程流程;
图5是根据本发明的方面的用于操作包括并联耦合的多个UPS的电力系统的另一示例过程流程;和
图6是可以在其上实现实施例的各种示例的示例系统。
发明详述
方面和实施例通常针对用于在旁路操作模式期间自动平衡多个并联UPS中的每一个UPS之间的负载分担的系统和方法。
如上所讨论,典型的在线式UPS可以在操作的旁路模式或在线模式中进行操作。在旁路模式期间,通过旁路线路(例如旁路电路)直接从AC电力源(例如,AC干线)向负载提供未调节功率。如果AC干线处出现干扰(诸如,电压暂降或暂升的情况),在线式UPS可能会进入在线模式或电池模式,在此期间,旁路线路会通过断开旁路开关与负载断开连接。在在线模式期间,UPS被操作以调节由AC干线或电池提供的功率,并向与负载耦合的输出端提供经调节的功率。
也如上所讨论,两个或更多个UPS可以电连接以形成具有单个输出端的并联UPS系统。在并联UPS系统中,通过在在线模式期间操作每个在线式UPS的逆变器来实现在线式UPS之间的成功(即,相等)负载分担,以适当地对由每个在线式UPS提供给(耦合到负载的)单个输出端的功率进行调节。
在其中由每个UPS为单个输出端提供未调节的功率的旁路模式中实现并联耦合的在线式UPS之间成功的负载分担要困难得多。更具体地,即使类似额定的在线式UPS并联耦合在一起并且各自向输出端(即负载)提供功率,则在旁路模式中,每个UPS内的部件之间的制造差异也可能导致在每个UPS之间的不相等的负载分担。此外,将每个UPS耦合到电力源和单个输出端的电缆的差异也可能明显导致不平衡的负载分担。
如果负载在并联耦合的在线式UPS(并在旁路模式下操作)之间不均匀分担,则UPS中的一个UPS可能会过载。例如,并联耦合的在线式UPS之间负载的不均匀分担可能导致保护电路跳闸(例如,在线式UPS的上游或内部的断路器)或旁路开关断开,导致其负载的分担被转移到并联耦合的其他UPS。转移到其他UPS的附加负载可能会导致UPS中的另一个UPS的附加保护电路跳闸,并将其负载转移到其他UPS。随着此断路器保护跳闸/负载转移过程的继续,剩余的UPS最终可能无法支持负载,并且负载可能会被丢弃。
用于处理在旁路模式中操作的并联UPS之间的不均匀负载分担的一种典型技术是识别由每个UPS支持的负载的实际部分(即,负载分担部分),并且调整每个UPS与负载之间的阻抗以试图在UPS之间均匀分配负载。每个UPS与负载之间的阻抗可以通过调整将每个UPS与负载耦合的电缆的长度和/或在相应的UPS与负载之间增加扼流圈(即,电感器)来进行管理。然而,这些技术通常难以实施,需要额外的空间来增加电缆长度,增加系统的损耗(例如,由于额外的电缆长度),并且实施起来可能很昂贵。
例如,通常可以接受的是,尽管调整将并联UPS耦合到负载的电缆的长度和/或对该电缆增加扼流圈,但是可以将在旁路模式中操作的最大数量的四个在线式UPS并联耦合在一起。将多于四个的在线式UPS并联耦合在一起可能导致UPS之间的负载分担部分偏差超过10%。即使有四个并联在线式UPS在旁路模式下操作,每个UPS的负载分担部分也会出现高达10%的偏差。
相应地,各个方面和实施例提供了一种用于在旁路操作模式期间在并联耦合的多个UPS之间自动负载分担的系统。除了本文讨论的其他优点之外,所描述的系统的各个方面和实施例可以减少适当地平衡多个并联UPS之间的负载分担所需的电缆长度和额外部件(例如,扼流圈)的量。如此,各个方面和实施例可以提供一种与各种已知的负载平衡系统相比具有减小的尺寸、重量、成本和复杂性的系统。
本文所讨论的方法和系统的示例并不将其应用限于下面描述中阐述的或者在附图中示出的部件的结构和布置的细节。系统和方法能够在其他实施例中实现,并且能够以各种途径来实践或执行。本文提供的特定实现的示例仅用于说明性目的而并不旨在限制。具体来说,结合任何一个或更多个示例论述的动作、部件、元件以及特征不旨在排除任何其他的示例中的类似作用。
另外,本文所用的措辞和术语是出于描述的目的,不应视为具有限制性。对于本文中以单数提及的系统和方法的示例、实施例、部件、元件或者动作的任何引用也可以包含包括复数的实施例,并且对于本文的任何实施例、部件、元件或者动作以复数的任何提及也可以包含仅包括单数的实施例。单数或者复数形式的引用并不旨在限制当前公开的系统或者方法、它们的部件、动作或者元件。本文使用“包括”、“包含”、“具有”、“含有”和“涉及”及其变型意在包括其后列举的项目及其等价物以及额外的项目。“或”的引用可解释为包括性的,使得使用“或”所描述的任何术语可以指示所描述的术语的单个、多于一个以及全部中的任何一种。另外,在本文件和通过引用并入的文件之间用法不一致的情况下,在并入的特征中的术语用法作为对本文件中的术语用法的补充;对于不可调和的区别,以本文件中的术语用法为准。
图1A是根据某些方面和实施例的包括多个在线式UPS的示例电力系统100的框图。如图所示,UPS中的每个UPS可以并联耦合,诸如以UPS 102a、102b、102c示出的三个。每个UPS 102a-c可以包括输入端104、输出端106和旁路电路108。每个UPS 102a-c的输入端104可以被耦合到电力源110并且被配置为从其接收输入功率(例如,AC功率)。类似地,每个UPS102a-c的输出端106可以耦合到分担的负载112并且被配置为至少部分地基于输入功率向负载112提供输出功率。每个UPS的旁路电路108(例如旁路线路)被插入在输入端104和输出端106之间,并且可以包括至少一个旁路开关114。如在本文中进一步讨论的,对给定UPS102a-c的旁路开关114的控制可以在旁路操作模式和在线操作模式中的一种操作模式下操作该UPS。在某些示例中,系统100可以包括耦合到每个UPS 102a-c的控制器116。如图1A所示,控制器116可以管理相应的旁路开关114的操作。然而,在某些其他示例中,专用控制器可以集成在每个UPS 102a-c内。也就是说,图1A中示出了单个控制器116仅仅是为了便于说明。如在图1A中进一步所示,每个UPS 102a-c还可以包括AC/DC转换器118、DC总线120和DC/AC转换器122。
对于每个UPS 102a-c,AC/DC转换器118被插入在DC总线120和输入端104之间,并且DC/AC转换器122被插入在DC总线120和输出端106之间。每个UPS 102a-c并联耦合,使得每个UPS 102a-c的输入端104耦合到电力源110,并且每个UPS 102a-c的输出端106耦合到负载112。尽管为了方便说明,图1A中的示例示出了并联耦合的三个UPS 102a-c,但是由于本公开的益处,本领域技术人员将认识到,系统100可以包括并联耦合的任何合适数量的UPS。例如,作为系统100的改进的功能的结果,系统100可以包括并联耦合的多于四个的UPS。
在某些示例中,控制器116被耦合到每个UPS 102a-c并被配置为监测由电力源110向每个UPS 102a-c提供的输入功率。基于输入功率的质量和/或输入功率的不存在,控制器116被配置为在各种操作模式(例如“旁路”操作模式、在线“操作模式,和/或”电池“操作模式)之间控制UPS 102a-c中的每一个。
响应于确定由电源110提供的输入功率低于或者大于期望的电平(例如,电压暂降或暂升的情况),控制器116控制每个UPS 102a-c以进入在线操作模式。在在线操作模式期间,控制器116在每个UPS 102a-c中将反馈继电器操作为闭合(从而将电力源110耦合到输入端104),并且将每个UPS 102a-c的旁路开关114操作为断开。因此,每个UPS 102a-c的AC/DC转换器118从电力源110接收AC功率并将接收到的AC功率转换成DC功率以将DC功率提供给DC总线120。根据各种示例,每个UPS 102a-c的DC/AC转换器122可以从DC总线120接收DC功率,并且可以将接收到的DC功率转换成AC功率以被提供给输出端106。
在某些示例中,在在线操作模式期间,每个UPS 102a-c的DC总线120上的DC功率可被提供给耦合到DC总线120的DC/DC转换器124。DC/DC转换器124将从DC总线120接收的DC功率转换成期望的充电电平的DC功率。在这样的示例中,处于期望的充电电平的DC功率可以被提供给相应的电池以对电池充电。
响应于确定由电力源110提供的AC功率已经发生故障(如,处于限电或停电的情况),控制器116操作每个UPS 102a-c以进入电池操作模式。在电池操作模式期间,控制器116在每个UPS 102a-c中将反馈继电器操作为断开(由此将电力源110与输入端104去耦)。类似地,控制器116将每个UPS 102a-c的旁路开关108操作为断开。然后将来自电池的DC功率提供给DC总线120。DC/AC转换器122可以从DC总线120接收DC功率,并将接收到的DC功率转换成提供给输出端106的AC功率。
响应于确定由电力源110提供的AC功率处于期望的电平,控制器116可以操作每个UPS 102a-c以进入旁路操作模式。在旁路操作模式期间,每个UPS 102a-c可以通过旁路电路108直接从电源110(例如,AC干线)向负载112提供未调节的功率。也就是说,每个旁路电路108从输入端104接收输入电流,并将从输入电流得到的输出电流提供给输出端106。在某些实施例中,在旁路操作模式期间,控制器116将在每个UPS 102a-c中的反馈继电器控制为闭合(从而将电源110耦合到输入端104),并且将每个UPS 102a-c的旁路开关114控制为闭合。因此,在旁路操作模式中,每个UPS 102a-c的输入端104经由旁路电路108直接耦合到对应的UPS 102a-c的输出端106。
在某些实施例中,控制器116被耦合到每个UPS 102a-c的输入端116并被配置为确定每个UPS 102a-c是否应该处于旁路操作模式。例如,控制器116可以监测输入电流以确定输入功率的存在、质量和/或电平。在特定示例中,控制器116确定输入功率是高于还是低于预定电平(例如,处于电压暂降或暂升的情况)以确定每个UPS 102a-c是否应该处于旁路操作模式。响应于确定UPS 102a-c应该处于旁路操作模式,控制器116将每个UPS 102a-c的旁路开关114操作为闭合。当处于闭合位置时,每个旁路开关114将相应输入端104直接耦合到每个UPS 102a-c的相应输出端106。在几个实施例中,每个旁路开关114受从控制器116接收的模拟或数字控制信号(例如,信号126)控制。在特定示例中,每个旁路开关114是一组硅控整流器(SCR),诸如一组半导体晶闸管。然而,在某些其他示例中,每个旁路开关114可以是另一种合适类型的开关,诸如基于晶体管的开关。
在各种实施例中,控制器116被配置为在旁路操作模式期间监测通过每个UPS102a-c的旁路电路108的输入电流。基于所监测的输入电流,控制器116被配置为基于确定哪个电流具有最大量值来识别UPS 102a-c中的第一UPS。例如,控制器116可以通过将通过每个UPS 102a-c的旁路电路108的电流与通过每个其他UPS 102a-c的旁路电路108的电流进行比较来确定哪个UPS 102a-c具有最大的输入电流。在某些其他示例中,控制器116可以通过将通过每个旁路电路108的电流与输入电流的平均值进行比较来识别哪个UPS 102a-c具有最大输入电流。然而,在其他示例中,控制器116可以使用任何其他合适的过程来识别具有最大输入电流量值的UPS。
响应于识别第一UPS,控制器116向第一UPS的旁路开关114提供控制信号,以控制旁路开关114使通过相应旁路电路108的输入电流中断第一延迟的持续时间。特别地,控制器116操作第一旁路开关114以中断输入电流,使得UPS 102a-c中的每一个(例如,经由对应的输出端106)向负载112提供在UPS 102a-c中基本上平衡的输出电流。也就是说,控制器116被配置为操作第一UPS的旁路开关114,使得提供给负载112的功率均匀地分配在UPS102a-c的每个当中。同样在第一延迟的持续时间期间,控制器116向其他UPS(即,除第一UPS之外的所有UPS)中的每一个UPS提供控制信号以将相应的旁路开关114保持在闭合位置,使得在第一延迟的持续时间期间其他UPS中的每个UPS的输出电流波形是连续的。也就是说,即使在第一UPS的输出电流中引入了中断,负载112也在第一延迟的持续时间期间从其他UPS中的每个UPS接收完整的正弦波形(例如,对于线性负载)。
在某些实施例中,控制器116被配置为通过减小通过旁路电路108的输入电流来中断通过第一UPS的旁路电路108的输入电流。例如,控制器116可以将第一UPS的旁路开关114操作为在第一延迟的持续时间期间断开并且在第一延迟结束时将旁路开关114控制为闭合。在某些示例中,控制器116可以跟踪输入电流的波形并且将第一UPS的旁路开关114操作为在波形的大约零交叉处断开。因此,第一延迟可以在输入电流波形的大约零交叉处开始。
如上所讨论,在某些示例中,每个旁路开关114可以包括SCR,并且特别是一组SCR。例如,每个旁路开关114可以对输入电流的每个相位包括一对SCR。该对中的第一SCR可以被控制为在输入电流波形的正部分期间进行操作,并且该对中的第二SCR(例如,布置在与第一SCR基本上相反的取向上)可以被控制为在输入电流波形的负部分期间进行操作。在这样的示例中,控制器116可以向该一组SCR提供控制信号以闭合,这允许在输入端104和输出端106之间的输入电流的传播。为了开始输入电流的中断,控制器116可以从相应的一组SCR中去除控制信号。一旦信号被移除,则每个SCR将在输入电流波形达到零交叉时断开并且中断输入电流。在某些示例中,控制器116可以管理电力系统100的操作,使得在任何给定时间处通过UPS 102a-c中的仅一个UPS的电流被中断。这样的示例提供了增加安全性和避免负载中断的益处。
在某些示例中,在第一延迟的持续时间期间,其他UPS中的每个UPS将经历瞬时输入电流的增加。特别地,该增加将与通过第一UPS的旁路电路108的输入电流的减小有关。相应地,控制器116可以自动调整第一延迟时段的持续时间,使得多个UPS 102a-c中的每个UPS 102a-c向负载112(例如,经由对应的输出端106)提供基本上等效的均方根(RMS)电流。在一些实施方式中,控制器116可以使通过第一UPS的旁路电路108的输入电流中断高达输入电流波形的至少一个完整周期的持续时间,在一些情况下,这可以包括使输入电流中断高达输入电流波形的几个(例如两个或三个)周期。但是,在某些其他情况下,中断可能少于波形的完整周期。
通过动态调整第一延迟时段的持续时间,尽管部件和布线存在差异,但是每个UPS102a-c的RMS电流可以被控制为基本上等效的RMS值(例如,大约相同的RMS电流值)。在特定示例中,控制器116可以至少部分地基于UPS 102a-c中的每一个UPS的所监测的输入电流动态地调整第一延迟的持续时间。
例如,当确定一个或更多个延迟的定时和持续时间时,控制器116可首先识别电力系统100内的工作的UPS的基数。一旦被识别,控制器116可以基于负载的目标容限来限定受控时间段。具体而言,目标容限可以基于输入电流中的百分比变化。一旦已经计算出受控时间段,控制器116可以为电力系统100内的每个识别出的UPS分配优先级。例如,控制器116可以向第一UPS 102a分配第一优先级,向第二UPS 102b分配第二优先级,并且向第三UPS102c分配第三优先级。通过UPS 102a-c中的一个的输入电流的中断由控制器116根据优先级的顺序来管理,以在受控时间段期间保持目标容限。在第一延迟的结束时,控制器116可以重新分配优先级或保持先前的优先级顺序。这种操作顺序可以自动继续,直到系统100内的每个识别出的工作的UPS向工作的UPS上的负载提供基本上平衡的输出电流。在某些示例中,控制器116可以基于哪个UPS具有带有最大量值的输出电流来分配优先级。
尽管在某些示例中,控制器116可以针对单相输入功率应用这些操作,但在某些其他示例中,控制器116也可以针对三相输入功率的每个相位应用这些操作。例如,当接收三相功率时,如上所讨论,控制器116可以选择并中断具有最大量值的相位。控制器116然后可以将相似的操作应用于剩余的两个相位。
在某些示例中,给定延迟的持续时间可以基于UPS 102a-c的输入电流与系统100的平均输出电流的比率与受控时间段的持续时间之间的关系。例如,响应于确定第一UPS102a的输入电流超过平均输出电流10%,控制器116可操作第一UPS 102a的对应的旁路开关114以将通过第一UPS 102a的输入电流中断约10%的受控时间段的持续时间。尽管以这种方式进行控制示出了一个示例,但是在其他实施例中,控制器116可以执行用于计算适当延迟的某些其他操作。特别地,在某些示例中,控制器116可以基于一个或更多个监管要求来调整延迟。如本文进一步讨论的,这些操作可以在系统100的操作期间由控制器116连续地和/或动态地执行。这种功能提供了提供准确反映施加到电力系统100的热约束的数据的益处。
虽然在某些示例中,诸如上述那些示例,控制器116可以基于所分配的优先级的顺序来操作每个旁路开关114,但是在某些其他实施例中,中断的顺序可以基于随机确定。也就是说,通过每个UPS 102a-c的输入电流被中断的顺序可以是随机的,只要每个中断以适当的速度和适当的持续时间执行即可。例如,只要不超过对应的旁路开关114的热时间常数的持续时间,中断顺序可以是随机的。
如上所讨论,在第一延迟的持续时间结束时,控制器116可识别第二UPS。响应于识别第二UPS,控制器116向第二UPS的旁路开关114提供控制信号以将通过相应的旁路电路108的输入电流中断第二延迟的持续时间。特别地,控制器116被配置为操作第二UPS的旁路开关114,使得第一延迟的持续时间和第二延迟的持续时间是不同时的。
类似于上面参照第一UPS讨论的那些过程,控制器116可以操作第二UPS的旁路开关114以中断输入电流,使得UPS 102a-c中的每一个向负载112提供在UPS 102a-c中基本上平衡的输出电流。也就是说,控制器116被配置为操作第二UPS的旁路开关114,使得提供给负载112的功率均匀地分配在UPS 102a-c中的每个UPS当中。在第二延迟时段和每个随后的延迟时段结束时,可以通过控制器116对第三UPS、第四UPS、第五UPS等连续且自动地执行类似的操作。尽管为了描述的方便而在本文中讨论了第一UPS、第二UPS、第三UPS等,但是在不同实施例中,控制器116可以操作任何合适数量的UPS,并且第一UPS、第二UPS、第三UPS等中的每个UPS可以指代多个UPS中的相同UPS。
根据特定示例,从电力源110接收的输入功率可以包括单相电输入功率。至少在这些示例中,控制器116可以被配置为向每个UPS 102a-c的旁路开关114提供单个控制信号。当每个旁路开关114包括一组SCR时,这种示例是特别有利的,因为可以使用简化的硬件和电子器件,减少了控制每个旁路开关114所必需的部件的复杂性。图1B示出了控制器116与旁路开关114之间的连接的一个简化布置。图1C示出了控制器116与旁路开关114之间的连接的另一简化布置。
当操作多个UPS时,诸如图1A所示的三个UPS 102a、102b、102c,控制器116可以控制UPS 102a-c中的一个UPS以在系统100的操作期间保持连续地耦合到负载112。也就是说,控制器116可以控制UPS 102a、102b的旁路开关114,以在保持UPS 102c的旁路开关114处于连续导通状态的同时中断通过相应UPS的输入电流。这种布置可能有助于避免某些情况下的负载中断。
参考图1B,控制器116可以包括嵌入式硬件或软件部件,诸如控制和稳压电路128和定时电路130。控制器116的嵌入式硬件或软件部件可以与旁路开关114的嵌入式部件进行交互以操作每个旁路开关,并且具体地,操作旁路开关114内的每个SCR。如图所示,在某些示例中,单个控制信号可以操作每个旁路开关114,并且具体地,操作每个旁路开关114内的所有SCR。在这样的示例中,旁路开关114内的每个SCR可以共享相同的嵌入式电子器件132,并且每个旁路电路114可以与单个定时电路130协调。这样的示例相比于之前的SCR控制布置提供了许多所讨论的优点。例如,典型的SCR控制方案可能需要专用的定时电路和用于每个SCR的嵌入式电子器件。图1C示出了根据示例的另一改进的和简化的控制布置。如图1C所示,每个旁路电路114可以从专用定时电路130接收单个控制信号。
在某些其他示例中,输入功率可以包括三相电输入功率。在至少这些示例中,每个UPS 102a-c的旁路开关114可以包括多个旁路开关,诸如旁路开关A、旁路开关B和旁路开关C。具体地,多个旁路开关中的每个旁路开关A-C可对应于三相电功率的单个相位。在一个示例中,控制器116可以向多个旁路开关中的每一个旁路开关A-C提供单个控制信号以中断通过对应的旁路电路108的输入电流。然而,在另一个示例中,在每个相位控制是期望的情况下,控制器116可以提供控制信号以按每个相位控制多个旁路开关的每个旁路开关A-C。此外,在至少另一个示例中,控制器116可以提供单个控制信号以同时触发多个旁路开关中的所有旁路开关A-C以中断通过对应的旁路电路108的输入电流。在另外其他示例中,可以使用任何其他合适的控制方案。当接收到三相电功率时,电力系统100还可以平衡对于三相功率的每个相位在每个UPS 102之间的输出电流。
参照图2,图示了通过根据本发明的方面的示例电力系统的每个并联UPS的旁路电路的电流的曲线图200。具体而言,图2包括表示在旁路操作模式期间通过UPS 102a的旁路电路108的输入电流的第一迹线202、表示在旁路操作模式期间通过UPS 102b的旁路电路108的输入电流的第二迹线204以及表示在旁路操作模式期间通过UPS 102c的旁路电路108的输入电流的第三迹线206。在曲线图200中,电流值由纵轴(即,y轴)表示,并且时间由横轴(即,x轴)表示。图3是更详细的曲线图300,其示出了通过示例UPS(诸如图1A中所示的UPS102a)的旁路电路的输入电流。图2和图3继续参照图1A中所示的示例电力系统100进行讨论。
如参考图1A所讨论的,在某些示例中,控制器116被配置为操作第一UPS的旁路开关114以将通过相应旁路电路108的输入电流中断第一延迟的持续时间。参考图2,在第一迹线202中示出了一个这样的中断208。第一延迟的持续时间由第一时间跨度210表示。如图所示,在某些示例中,中断通过相应旁路电路108的输入电流可包括将输入电流减小到基本为零的值。如进一步所示,在第一延迟的持续时间期间,其他迹线204、206中的每一个瞬间增加幅度。而且,在第一延迟的持续时间期间,其他迹线204、206中的每一个都基本是连续的。也就是说,其他迹线204、206中的每一个都基本上是正弦曲线的(例如,当负载是线性的时)。因此,第一迹线(即,UPS 102a的输入电流)的受控和动态中断使得系统100能够平衡提供给负载112的功率,并且具体地,从每个UPS 102a-c提供基本上等效的RMS输出电流。
图2还示出了在第二迹线204中的中断212。如图所示,在各种实施例中,第二中断212可在时间上跟随第一中断208(例如,第一中断208和第二中断212是不同时的)。第二中断212的持续时间由时间跨度214表示。类似于第一中断208,中断通过相应旁路电路108的输入电流可以包括将输入电流减小到基本为零的值。在第二延迟的持续时间期间,其他迹线202、206中的每一个迹线瞬间增加幅度。虽然在图2中示出为具有相比于第一延迟更短的持续时间,但是在不同的实施例中,第二延迟的持续时间可以大于、小于或与第一延迟的持续时间相同。具体而言,第二延迟的持续时间可以由控制器116至少部分基于输入电流的监测的值来动态地确定。因此,在不同实施例中,第二中断212允许系统100补偿第一迹线202中的中断208并且在各种UPS 102a-c之间保持基本平衡的功率输出。也就是说,对第二中断212的自动和动态控制允许系统100保持来自每个UPS 102a-c的基本等效的RMS输出电流。
尽管在图2的示例波形中示出为在第二迹线204中发生,但是在不同的实施例中,控制器116可以控制相同的旁路开关114以针对任意数量的期望的延迟中断通过对应的旁路电路108的输入电流。也就是说,控制器116可以将第一UPS的输入电流中断第一延迟的持续时间,并且随后,将相同的输入电流中断第二延迟的持续时间。图3示出了一个这样的示例。参考图3,迹线302表示在旁路操作模式期间通过UPS 102a的旁路电路108的输入电流。图3还显示了在第一迹线302中的第一中断304和在第一迹线302中的第二中断308。第一延迟的持续时间由第一时间跨度306表示,并且第二延迟的持续时间由第二时间跨度310表示。虽然在一个示例中,第一中断304和第二中断可以在相同的受控时间段(例如,受控时间段312)期间发生,但是在某些其他示例中,第一中断304和第二中断308可以在不同的受控时间段期间发生,如图3所示。
如上所讨论,若干方面和实施例执行用于在旁路操作模式期间自动平衡多个并联UPS中的每一个UPS之间的负载分担的过程。在一些实施例中,这些过程由电力系统(诸如,以上参照图1A描述的电力系统100)来执行。这样的过程400的一个示例在图4中被示出。所示出的过程400继续参照图1A中所示的示例电力系统100进行讨论。在某些实施例中,过程400可以包括以下动作:闭合UPS 102a-c中的每个UPS的旁路开关114,监测通过UPS 102a-c中的每个UPS的旁路电路108的输入电流,识别UPS 102a-c中的第一UPS,控制第一UPS的旁路开关114以中断通过其旁路电路108的输入电流,并且向负载112提供在UPS 102a-c中的平衡的输出电流。可以认识到,在各种实施例中,动作402-410可以按照下面讨论的顺序执行。然而,在各种其他实施例中,动作402-410可以以任何其它合适的顺序执行。
根据各种实施例,过程400可以包括在多个UPS(例如,UPS 102a-c)中的每个UPS的输入端104处从电力源110接收输入功率。例如,可以在每个UPS 102a-c的旁路开关114已经闭合之后接收输入功率(动作402)。响应于接收到输入功率,过程400可以包括在旁路操作模式期间监测通过每个UPS 102a-c的旁路电路108的输入电流(动作404)。在动作406中,过程400还可以包括基于确定哪个输入电流具有最大量值(即,阻抗的最低路径)来识别UPS102a-c中的第一UPS。在某些示例中,用于确定哪个输入电流具有最大量值的过程可以包括以下过程:诸如将每个输入电流与通过其他旁路电路中的每个旁路电路的输入电流进行比较,将每个输入电流与平均值进行比较和/或用于识别具有最大输入电流量值的UPS的任何其他合适的过程。
一旦第一UPS被识别,在动作408中,过程400可以包括控制第一UPS的至少一个旁路开关114以将通过第一UPS的旁路电路108的输入电流中断第一延迟的持续时间,使得多个UPS中的每个UPS 102a-c向负载112提供在UPS 102a-c中基本上平衡的输出电流。例如,在动作408中,控制器116可以向第一UPS的对应的旁路开关114提供一个或更多个控制信号(例如,信号126)以断开旁路开关114。特别地,过程400可以包括操作第一UPS的旁路开关114以中断输入电流,使得提供给负载112的功率在UPS 102a-c中的每个UPS中均匀分配。相应地,动作410可以包括从每个UPS 102a-c向负载提供均匀分配的功率。
在不同的示例中,控制第一UPS的至少一个旁路开关114可以包括减小通过第一UPS的旁路电路108的输入电流,使得多个UPS中的每个UPS 102a-c向负载112提供基本上等效的均方根(RMS)电流。此外,在第一延迟的持续时间期间,过程400可以包括向其他UPS(即,除了第一UPS之外的所有UPS)中的每个UPS提供控制信号以将相应的旁路开关114保持在闭合位置,使得其他UPS中的每个UPS的输出电流波形在第一延迟的持续时间期间是连续的。也就是说,即使在第一UPS的输出电流中引入了中断,但负载112也在第一延迟的持续时间期间从其他UPS中的每个UPS接收完整的正弦波形。响应于向负载112提供平衡的输出功率,过程400可以返回到动作406。
虽然为了便于描述而没有参照图4进行明确示出或描述,但本文示出的示例过程400可以包括另外的动作和过程。这些附加动作和过程的示例参考图1A中示出的示例电力系统进行了描述。
图5示出了用于操作包括并联耦合的多个UPS的电力系统的另一示例过程流程500。具体而言,图5示出了分别由第一UPS、第二UPS和第三UPS执行的子过程502a、502b、502c的互操作。在某些实施方式中,过程500通过诸如参照图1A所描述的电力系统100的电力系统执行。因此,过程500继续参照图1A中所示的示例电力系统100进行讨论。虽然在图5中示出为包括由第一UPS(例如,UPS 102a)执行的第一子过程502a、由第二UPS(例如,UPS102b)执行的第二子过程502b以及由第三UPS(例如,UPS 102c)执行的第三子过程502c,但是在某些其他示例中,子过程的数量可以对应于系统100内的UPS 102的数量。也就是说,在某些示例中,过程500可以包括比三个子过程更多或更少的子过程。
每个子过程502a-c可由对应的UPS 102a-c或由控制器116执行。在某些示例中,子过程502a可以包括以下动作:计算RMS电流(动作504a),计算第一延迟的持续时间(动作506a),等待对将输入电流中断第一延迟的持续时间的授权(动作508a),接收中断输入电流的控制信号(例如,“ON命令被移除”)(动作510a),等待延迟的持续时间的结束(动作512a),接收闭合相应旁路开关以结束中断的控制信号(例如“ON命令设置”)(动作514a),传输对中断另一UPS处的输入电流的授权(动作516a),并且等待随后的操作周期(动作518a)。子过程502b和502c中的每一个可以包括类似的动作,如在图5中进一步示出的。
在某些示例中,每个子过程502a-c可以在电力系统100的操作期间同时操作。因此,在某些示例中,每个UPS 102a-c的操作可以是相互关连的。例如,第一UPS 102a的传输的授权(动作516a)可以用作提示对在第二UPS 102b处的输入电流的中断(动作508b)所需的授权。类似地,第二UPS 102b的传输的授权(动作516b)可以用作提示对在第三UPS 102c处的输入电流的中断(动作508c)所需的授权。第三UPS 102c的传输的授权(动作516c)可以用作提示对在第一UPS 102a处的输入电流的中断(动作508a)所需的授权。如上所讨论,当每个UPS 102a-c包括专用控制器116时,这样的示例可能是特别有利的。
图6示出形成可被配置为实现本文公开的一个或更多个方面的系统600的计算部件的示例框图。例如,系统600可被通信地耦合到控制器116、被包括在控制器116内或被包括在UPS专用控制器内。如上所讨论,系统600还可以被配置为并行地操作多个UPS。
系统600可包括例如计算平台,如基于英特尔奔腾类型的处理器、摩托罗拉的PowerPC、Sun UltraSPARC、Texas Instruments-DSP、惠普PA-RISC处理器或任何其它类型的处理器的那些计算平台。系统600可包括专门编程的专用硬件,例如专用集成电路(ASIC)。本公开内容的各个方面可被实施为在如在图6中所示的系统600上执行的专门软件。
系统600可以包括连接到如磁盘驱动器、存储器、闪存或用于存储数据的其它设备的一个或更多个存储器设备610的处理器/ASIC 606。存储器610可以在系统600的操作期间用于存储程序和数据。系统600的部件可以由互连机构608耦合,该互连机构608可包括一个或更多个总线(例如,集成于同一机器内的部件之间)和/或网络(例如,存在于分立机器上的部件之间)。互连机构608使通信(例如,数据、指令)能够在系统600的部件之间进行交换。系统600也包括一个或更多个输入设备604,其可包括例如键盘或触摸屏。系统600包括一个或更多个输出设备602,其可包括例如显示器。此外,系统600可包含可将系统600连接至通信网络(额外地或作为互连机构608的替代)的一个或更多个接口(未示出)。
系统600可包括储存系统612,其可包括计算机可读和/或可写的非易失性介质,其中信号可被存储以提供由处理器执行的程序或提供在介质上或在介质中存储的由程序处理的信息。介质可例如是磁盘或闪存存储器,并且在一些示例中可包括RAM或其他非易失性存储器,如EEPROM。在一些实施例中,处理器可使数据从非易失性介质被读取到另一个存储器610中,这允许与介质相比处理器/ASIC更快地访问信息。这个存储器610可以是易失性的随机存取存储器,例如动态随机存取存储器(DRAM)或静态随机存取存储器(SRAM)。它可位于储存系统612中或存储器系统610中。处理器606可操纵集成电路存储器610内的数据并且接着在完成处理之后将数据复制到储存器612。已知用于管理储存器612和集成电路存储器元件610之间的数据移动的各种机构,并且本公开内容不限于此。本公开内容不限于特定的存储器系统610或储存系统612。
系统600可以包括使用高级计算机编程语言可编程的计算机平台。系统600也可使用专业编程的专用硬件(例如,ASIC)来实现。系统600可包括处理器606,其可以是市场上可买到的处理器,诸如从英特尔公司可购得的众所周知的奔腾类处理器。许多其他处理器是可用的。处理器606可执行操作系统,其可以是例如从微软公司可购买的Windows操作系统、从苹果电脑公司可购买的MAC OS System X、从Sun Microsystems可购买的Solaris操作系统或者从各种来源可获得的UNIX和/或LINUX。可使用许多其他操作系统。
处理器和操作系统可共同形成计算机平台,对于该计算机平台可以用高级编程语言编写应用程序。应当理解,本公开不限于特定的计算机系统平台、处理器、操作系统或网络。此外,对本领域的技术人员应当明显的是,本公开不限于特定的编程语言或计算机系统。此外应该认识到,还可使用其他适合的编程语言和其他适合的计算机系统。
因此,方面和实施例通常针对用于在旁路操作模式期间自动平衡多个并联UPS中的每一个UPS之间的负载分担的系统和方法。所描述的方面和实施例不需要电缆长度调整或添加昂贵且复杂的扼流圈来平衡负载分担。尽管部件和电缆存在差异,但是通过使通过第一UPS的旁路电路的输入电流中断第一延迟的持续时间并动态地调整第一延迟时段的持续时间,可以控制多个UPS中的每个UPS的RMS电流以向负载提供基本上等效的RMS电流。由于每个UPS的输出电流被设置为基本上相同的输出电流值,因此每个UPS的负载分担部分之间的偏差相对较低。因此,多于四个的UPS可以成功地并联耦合在一起,同时减少与在并联耦合的多个UPS之间执行负载分担相关联的许多风险。虽然上面讨论的用于提供相等的负载分担的系统和方法与包括在线式UPS的并联UPS系统一起使用,但是在某些其他示例中,系统和方法可以与其他类型的UPS或电力系统一起使用。
在这样描述了本发明的至少一个实施例的几个方面后,应认识到,本领域的技术人员将容易想到各种变更、修改和提高。这种变更、修改和提高旨在成为本公开的一部分,并且旨在本发明的精神和范围内。因此,前文的描述和附图仅仅是示例性的。

Claims (20)

1.一种电力系统,包括:
第一不间断电源(UPS),所述第一不间断电源被配置为与多个不间断电源并联操作,所述第一不间断电源包括:
输入端,所述输入端耦合到电力源并被配置成接收来自所述电力源的输入功率;
输出端,所述输出端耦合到负载并被配置为至少部分地基于所述输入功率向所述负载提供输出功率;
第一旁路电路,所述第一旁路电路插入所述输入端和所述输出端之间并且包括至少第一旁路开关,所述至少第一旁路开关被定位成在旁路操作模式下耦合所述输入端和所述输出端并且在在线操作模式下将所述输入端和所述输出端去耦;和
控制器,所述控制器耦合到至少所述第一不间断电源并且被配置为:
在所述旁路操作模式期间监测通过所述第一不间断电源的第一旁路电路的输入电流;和
控制所述第一不间断电源的所述至少第一旁路开关以在所述旁路操作模式期间将通过所述第一不间断电源的所述第一旁路电路的所述输入电流中断第一延迟的持续时间,使得所述多个不间断电源中的每个不间断电源向所述负载提供在所述多个不间断电源中基本上平衡的输出电流。
2.根据权利要求1所述的电力系统,其中,在控制所述第一不间断电源的所述至少第一旁路开关以中断通过所述第一旁路电路的所述输入电流时,所述控制器还被配置成减小所述输入电流,使得所述多个不间断电源中的每个不间断电源向所述负载提供基本上等效的均方根(RMS)电流。
3.根据权利要求2所述的电力系统,还包括:
所述多个不间断电源,其中,所述多个不间断电源中的每个不间断电源包括第二旁路电路,所述第二旁路电路包括至少第二旁路开关,以及
其中,所述控制器还耦合到所述多个不间断电源中的每个不间断电源并且被配置为在所述第一延迟的持续时间期间控制所述多个不间断电源中的每个不间断电源的所述至少第二旁路开关,使得所述多个不间断电源中的每个不间断电源的输出电流波形是连续的。
4.根据权利要求3所述的电力系统,其中,所述控制器还被配置成:
基于确定哪个输出电流具有最大量值来识别所述多个不间断电源中的第二不间断电源;和
控制所述第二不间断电源的所述至少第二旁路开关以将通过所述第二不间断电源的所述第二旁路电路的电流中断第二延迟的持续时间,使得所述多个不间断电源中的其他不间断电源中的每个不间断电源保持向所述负载提供的基本上等效的均方根电流。
5.根据权利要求4所述的电力系统,其中,所述控制器还被配置成控制所述第一不间断电源的所述至少第一旁路开关和所述第二不间断电源的所述至少第二旁路开关,使得所述第一延迟的持续时间和所述第二延迟的持续时间不是同时的。
6.根据权利要求5所述的电力系统,其中,在控制所述第一不间断电源的所述至少第一旁路开关以中断通过所述第一不间断电源的所述旁路电路的所述输入电流时,所述控制器还被配置成将通过所述第一不间断电源的所述至少第一旁路电路的所述输入电流中断高达所述输入电流的波形的至少一个完整周期的持续时间。
7.根据权利要求1所述的电力系统,其中,所述控制器还被配置成至少部分地基于通过所述第一不间断电源的所述第一旁路电路的所述输入电流的值来动态地调整所述第一延迟的持续时间。
8.根据权利要求1所述的电力系统,其中,所述第一不间断电源的所述至少第一旁路开关是一组硅控整流器(SCR)。
9.根据权利要求8所述的电力系统,其中,所述输入功率包括单相电输入功率,并且其中,在控制所述第一不间断电源的所述至少第一旁路开关以中断通过所述第一不间断电源的所述第一旁路电路的所述输入电流时,所述控制器被配置为向所述第一不间断电源的所述硅控整流器提供单个控制信号。
10.根据权利要求1所述的电力系统,其中,所述输入功率包括三相电输入功率,并且所述第一不间断电源的所述至少第一旁路开关包括多组硅控整流器,所述多组硅控整流器中的每组硅控整流器对应于所述三相电输入功率的一个相位。
11.根据权利要求10所述的电力系统,其中,在控制所述第一不间断电源的所述至少第一旁路开关以中断通过所述第一不间断电源的所述第一旁路电路的所述输入电流时,所述控制器被配置成将单个控制信号提供给所述第一不间断电源的每组硅控整流器。
12.根据权利要求1所述的电力系统,其中,所述第一不间断电源还包括:
AC/DC转换器,所述AC/DC转换器耦合到所述输入端并且被配置为在所述在线操作模式期间将所述输入功率转换为DC功率;
DC/AC转换器,所述DC/AC转换器耦合到所述输出端并且被配置成将所述DC功率转换为所述输出功率;以及
DC总线,所述DC总线插入在所述AC/DC转换器和所述DC/AC转换器之间,
其中,响应于确定所述输入功率高于或低于预定电平,所述控制器还被配置成控制所述第一不间断电源的所述至少第一旁路开关以在所述在线操作模式下进行操作。
13.一种用于操作包括并联耦合的多个不间断电源(UPS)的电力系统的方法,所述方法包括:
在所述多个不间断电源中的每个不间断电源的输入端处接收来自电力源的输入功率;
在旁路操作模式期间监测通过所述多个不间断电源中的每个不间断电源的旁路电路的输入电流,每个旁路电路包括至少一个旁路开关,所述至少一个旁路开关被定位成在所述旁路操作模式期间将每个不间断电源的输入端与输出端耦合;和
控制所述多个不间断电源中的第一不间断电源的所述至少一个旁路开关以在所述旁路操作模式期间将通过所述第一不间断电源的所述旁路电路的所述输入电流中断第一延迟的持续时间,使得所述多个不间断电源中的每个不间断电源向所述负载提供在所述多个不间断电源中的基本上平衡的输出电流。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,控制所述多个不间断电源中的所述第一不间断电源的所述至少一个旁路开关以中断通过所述第一不间断电源的所述旁路电路的所述输入电流包括减小通过所述第一不间断电源的所述第一旁路电路的所述输入电流,使得所述多个不间断电源中的每个不间断电源向所述负载提供基本上等效的均方根(RMS)电流。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括:在所述第一延迟的持续时间期间控制所述多个不间断电源中的其他不间断电源中每个不间断电源的所述至少一个旁路开关,使得每个其他不间断电源中的每个不间断电源的输出电流波形是连续的。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:
基于确定哪个输入电流具有最大量值来识别所述多个不间断电源中的第二不间断电源;和
在所述旁路操作模式期间控制所述第二不间断电源的所述至少一个旁路开关以将通过所述第二不间断电源的所述旁路电路的所述输入电流中断第二延迟的持续时间,使得所述多个不间断电源中的每个不间断电源保持提供给所述负载的基本上等效的均方根电流。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,控制所述第一不间断电源的所述至少一个旁路开关以中断通过所述第一不间断电源的所述旁路电路的所述输入电流还包括将通过所述第一不间断电源的所述旁路电路的所述输入电流中断高达所述输入电流的波形的至少一个完整周期的持续时间。
18.根据权利要求13所述的方法,其中,所述输入功率包括单相电输入功率,并且控制所述第一不间断电源的所述至少一个旁路开关以中断通过所述第一不间断电源的所述旁路电路的所述输入电流包括提供单个控制信号给所述第一不间断电源的一组硅控整流器(SCR)。
19.根据权利要求13所述的方法,其中,所述输入功率包括三相电输入功率,并且控制所述第一不间断电源的所述至少一个旁路开关以中断通过所述第一不间断电源的所述旁路电路的所述输入电流包括提供单个控制信号给所述第一不间断电源的多组硅控整流器(SCR),所述多组硅控整流器中的每组硅控整流器对应于所述三相电输入功率的一个相位。
20.一种电力系统,包括:
多个不间断电源(UPS),所述多个不间断电源中的每个不间断电源并联耦合并且包括:
输入端,所述输入端耦合到电力源并被配置成接收来自所述电力源的输入功率;
输出端,所述输出端耦合到负载并且被配置成至少部分地基于所述输入功率向所述负载提供输出功率;
旁路电路,所述旁路电路插入所述输入端和所述输出端之间并且包括至少一个旁路开关,所述至少一个旁路开关被定位成在旁路操作模式下将所述输入端和所述输出端耦合并且在在线操作模式下将所述输入端和所述输出端去耦;和
用于控制所述多个不间断电源中的第一不间断电源的装置,所述用于控制所述多个不间断电源中的第一不间断电源的装置在所述旁路操作模式期间将通过所述第一不间断电源的所述旁路电路的输入电流中断第一延迟的持续时间,使得所述多个不间断电源中的每个不间断电源向所述负载提供在所述多个不间断电源中基本上平衡的输出电流。
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