CN110943476A - 多级ups并联分布式控制系统及其接线电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多级UPS并联分布式控制系统，具体包括至少两个UPS以并联的方式进行耦合，所述任一个UPS还包括负载端口、电源系统、电路检测模块、电力调度控制中心以及分布式逆变控制中心，所述电源系统包括市电线路和电池线路，所述电路检测模块实时监控电源系统的输出电量情况，并将电能质量数据反馈至所述电力调度控制中心，所述电力调度控制中心分别与电路检测模块和分布式逆变控制中心连接，并基于所述电能质量数据进行分布式节点计算，分配节点配置索引，发送所述节点配置索引至所述分布式逆变控制中心，由所述分布式逆变控制中心进行分布式电源控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种分布式能源控制技术领域，具体为多级UPS并联分布式控制系统及其接线电路。
背景技术
不间断电源(UPS)通常用于保障负载的稳定。随着中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求不断提高，而常见的UPS供电方式包括：集中供电方式和分散供电方式，其中，集中供电方式中当连接的两台设备之间距离较远时，需要单独设置线路，但相应的成本较大。而分散供电方式中，通过给各个设备节点配备后备式UPS，虽然解决了上述成本问题，仍然存在可靠性差、难管理控制的问题，为了提高UPS负载的稳定性，以及在UPS中出现故障时，灵活转换UPS耦合方式，保证负载正常，本发明设计了并联情况下的多级UPS并联分布式控制系统，通过设置一去中心化的分布式不间断电源动态的智能控制系统，达到稳定负荷，降低能耗的效果。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种去中心化的分布式不间断电源动态的智能控制系统，具体为一种多级UPS并联分布式控制系统。
一种多级UPS并联分布式控制系统，包括至少两个UPS以并联的方式进行耦合，所述任一个UPS还包括负载端口、电源系统、电路检测模块、电力调度控制中心以及分布式逆变控制中心，所述电源系统包括市电线路和电池线路，所述电路检测模块实时监控电源系统的输出电量情况，并将电能质量数据反馈至所述电力调度控制中心，所述电力调度控制中心分别与电路检测模块和分布式逆变控制中心连接，并基于所述电能质量数据进行分布式节点计算，分配节点配置索引，发送所述节点配置索引至所述分布式逆变控制中心，由所述分布式逆变控制中心进行分布式电源控制。
其中，所述电源系统的线路控制线耦合市电线路或电池线路。
进一步地，所述电路检测模块包括市电线监测单元、母线监测单元及蓄电池组监测单元，且所述市电线监测单元、母线监测单元及蓄电池组监测单元分别与所述电力调度控制中心通信连接。
进一步地，所述电能质量数据包括分布式UPS电源中的三相电压的A相电压、B相电压、C相电压、A相电压谐波总畸变率、 B相电压谐波总畸变率和C相电压谐波总畸变率，所述电力调度控制中心基于对所述电能质量数据的分析并计算得到分布式UPS电源的负载数据。
作为本发明的优选方案：在分配节点配置索引前，还包括：判断所述UPS电源的负载数据是否属于预设功率范围内，若是，则发送市电线路控制的指令码至节点配置中心，生成与之对应的送市电线节点配置索引；否则，则发送电池线路控制的指令码至节点配置中心，生成与之对应的电池线路节点配置索引。
进一步地，分布式逆变控制中心接收所述节点配置索引后，则自动切换与所述节点配置索引对应的耦合端，实现持续供电。
进一步地，所述并联的UPS包括主路供电模式、旁路供电模式、手动旁路模式；
进一步地，所述控制系统还包括可通讯终端，用于接收并实时呈现电量情况，所述可通讯终端包括手机或者PC机。
作为本发明的优选方案：该并联UPS分布式系统进一步包括UPS1单元、UPS2单元和UPS3单元。具体的，每个所述UPS单元包括切换开关1、手动旁路切换端2、UPS蓄电池3、切换开关4、UPS蓄电池接口5、市电接口端6、市电电源7，其中，作为优选的，所述切换开关1和切换开关4采用单刀双掷电磁开关。
进一步地，所述切换子单元为一单刀多掷开关。
进一步地，所述主路供电模式是优选为市电电源7端通过市电接口端6与切换开关4耦合实现供电，当停止负载时，UPS蓄电池接口5与市电接口端6连接，实现对UPS蓄电池3的充电。
进一步地，所述旁路供电模式优选为UPS蓄电池3通过UPS蓄电池接口5与切换开关4耦合实现供电。
进一步地，所述手动旁路模式优选为手动旁路切换端2与切换开关1耦合，实现当市电电源断电的同时，UPS蓄电池3电池能量耗尽的情况下，通过手动旁路模式实现并联UPS分布式系统的不间断运行，从而确保负载的稳定性，也为UPS故障抢修争取了足够的时间。
本发明所提供的一种多级UPS并联分布式控制系统，该系统包括包括至少两个UPS以并联的方式进行耦合，其中，所述电力调度控制中心分别与电路检测模块和分布式逆变控制中心连接，并基于所述电能质量数据进行分布式节点计算，分配节点配置索引，发送所述节点配置索引至所述分布式逆变控制中心，由所述分布式逆变控制中心进行分布式电源控制，能够代替现有技术的现场监测，即无需大量技术人员去现场进行监测查看，节约了大量的人力和物力，且本发明提供的分布式控制系统可以实时基于对所述电能质量数据的分析并计算得到分布式UPS电源的功率数据，并自动化切换耦合方式，不但实现了监测过程简单、高效和客观的技术效果，还可以在UPS工作过程中自动切换耦合方式，放置突发的故障情况，极大地提高了UPS负载的稳定性。
附图说明
图1为一实施例的多级UPS并联分布式控制系统示意图。
图2为一实施例中并联的UPS分布式系统的接线电路示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种多级UPS并联分布式控制系统，以实现多级UPS并联的实时检测和分布式控制，通过自动化切换耦合方式极大提高了UPS负载的稳定性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
图1为本发明所提供的一种多级UPS并联分布式控制系统的结构示意图，该系统包括：
至少两个UPS以并联的方式进行耦合，所述任一个UPS还包括负载端口、电源系统、电路检测模块、电力调度控制中心以及分布式逆变控制中心，所述电源系统包括市电线路和电池线路，所述电路检测模块实时监控电源系统的输出电量情况，并将电能质量数据反馈至所述电力调度控制中心，所述电力调度控制中心分别与电路检测模块和分布式逆变控制中心连接，并基于所述电能质量数据进行分布式节点计算，分配节点配置索引，发送所述节点配置索引至所述分布式逆变控制中心，由所述分布式逆变控制中心进行分布式电源控制。
其中，所述电源系统的线路控制线耦合市电线路或电池线路。
具体而言，UPS正常供电情况下，是由市电线路耦合保证正常负载，而电池线路端进入备选模式，当市电线路耦合断开时，或者无法保证正常负载的稳定时，激活电池线路。通过UPS内部整流器将市电整流后供给逆变器，由逆变器输出作为UPS供电输出向负载的稳定性。进一步地，本发明还包括手动旁路切换，即当前UPS的市电线路和电池线路均无法维持正常负载供电时，可以手动切换该多级UPS并联分布式控制系统中的其他临近电池电路，从而维持整个UPS组的负载，实现去中心话负载运行，设置了可选的多种电路耦合方式，使市电线路、电池线路和手动旁路相互切换，在UPS的维护过程中可以有效地避免了紧急情况下断电导致的全面性故障，也给消除该紧急故障和设备更换等情况足够的缓冲时间和持续性供电，满足系统内部多级设备之间的不间断负载的需求。
作为本发明的优选方案：所述电能质量数据包括分布式UPS电源中的三相电压的A相电压、B相电压、C相电压、A相电压谐波总畸变率、 B相电压谐波总畸变率和C相电压谐波总畸变率，所述电力调度控制中心基于对所述电能质量数据的分析并计算得到分布式UPS电源的负载数据。具体通过计算有功功率和无功功率，实现多级UPS并联分布式均流控制，优选的，具体计算采用下垂控制和平均功率控制均流方法，通过上述方法计算UPS输出的有功功率和无功功率从而控制输出电压的幅值和相角，具体计算公式为：
UPS输出的有功功率：
UPS输出的无功功率：
其中，
为环流与输出电压的相位差，
为输出电压的周期，
为多级UPS并联时的输出电压；
为输出电流。
在分配节点配置索引前，还包括：判断所述UPS电源的负载数据是否属于预设功率范围内，若是，则发送市电线路控制的指令码至节点配置中心，生成与之对应的送市电线节点配置索引；否则，则发送电池线路控制的指令码至节点配置中心，生成与之对应的电池线路节点配置索引。
进一步地，分布式逆变控制中心接收所述节点配置索引后，则自动切换与所述节点配置索引对应的耦合端，实现持续供电。
进一步地，所述并联的UPS包括主路供电模式、旁路供电模式、手动旁路模式；
进一步地，所述控制系统还包括可通讯终端，用于接收并实时呈现电量情况，所述可通讯终端包括手机或者PC机。
下面结合附图2对本发明的并联的UPS分布式系统的接线电路具体耦合情况进行详细介绍，如图2所示，
该并联UPS分布式系统包括UPS1单元、UPS2单元和UPS3单元。具体的，每个所述UPS单元包括切换开关1、手动旁路切换端2、UPS蓄电池3、切换开关4、UPS蓄电池接口5、市电接口端6、市电电源7，其中，作为优选的，所述切换开关1和切换开关4采用单刀双掷电磁开关。
进一步地，所述切换子单元为一单刀多掷开关。
进一步地，所述主路供电模式是优选为市电电源7端通过市电接口端6与切换开关4耦合实现供电，当停止负载时，UPS蓄电池接口5与市电接口端6连接，实现对UPS蓄电池3的充电。
进一步地，所述旁路供电模式优选为UPS蓄电池3通过UPS蓄电池接口5与切换开关4耦合实现供电。
进一步地，所述手动旁路模式优选为手动旁路切换端2与切换开关1耦合，实现当市电电源断电的同时，UPS蓄电池3电池能量耗尽的情况下，通过手动旁路模式实现并联UPS分布式系统的不间断运行，从而确保负载的稳定性，也为UPS故障抢修争取了足够的时间。
虽然本发明的优选实施例提高了一种UPS并联分布式控制方式，但本发明不限于此。本发明提供的UPS装置可以具有三组及以上的多级UPS并联方式。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.多级UPS并联分布式控制系统，其特征在于：包括至少两个UPS以并联的方式进行耦合，所述任一个UPS还包括负载端口、电源系统、电路检测模块、电力调度控制中心以及分布式逆变控制中心，所述电源系统包括市电线路和电池线路，所述电路检测模块实时监控电源系统的输出电量情况，并将电能质量数据反馈至所述电力调度控制中心，所述电力调度控制中心分别与电路检测模块和分布式逆变控制中心连接，并基于所述电能质量数据进行分布式节点计算，分配节点配置索引，发送所述节点配置索引至所述分布式逆变控制中心，由所述分布式逆变控制中心进行分布式电源控制。
2.根据权利要求2所述多级UPS并联分布式控制系统，其特征在于，所述电源系统的线路控制线耦合市电线路或电池线路。
3.根据权利要求1所述多级UPS并联分布式控制系统，其特征在于，所述电路检测模块包括市电线监测单元、母线监测单元及蓄电池组监测单元，且所述市电线监测单元、母线监测单元及蓄电池组监测单元分别与所述电力调度控制中心通信连接。
4.根据权利要求1所述多级UPS并联分布式控制系统，其特征在于，所述电能质量数据包括分布式UPS电源中的三相电压的A相电压、B相电压、C相电压、A相电压谐波总畸变率、 B相电压谐波总畸变率和C相电压谐波总畸变率，所述电力调度控制中心基于对所述电能质量数据的分析并计算得到分布式UPS电源的功率数据。
5.根据权利要求1述多级UPS并联分布式控制系统，其特征在于，在分配节点配置索引前，还包括：判断所述UPS电源的功率数据是否属于预设功率范围内，若是，则发送市电线路控制的指令码至节点配置中心，生成与之对应的送市电线节点配置索引；否则，则发送电池线路控制的指令码至节点配置中心，生成与之对应的电池线路节点配置索引。
6.根据权利要求1述多级UPS并联分布式控制系统，其特征在于，分布式逆变控制中心接收所述节点配置索引后，则自动切换与所述节点配置索引对应的耦合端，实现持续供电。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的系统，其特征在于，所述并联的UPS包括主路供电模式、旁路供电模式、手动旁路模式。
8.根据权利要求7所述的所述的系统，其特征在于，所述控制系统还包括可通讯终端，用于接收并实时呈现电量情况，所述可通讯终端包括手机或者PC机。
9.根据权利要求1所述的多级UPS并联分布式控制系统的接线电路，其特征在于：所述多级并联UPS分布式系统包括UPS（1）单元、UPS（2）单元和UPS（3）单元；任一所述UPS单元包括切换开关（1）、手动旁路切换端（2）、UPS蓄电池（3）、切换开关（4）、UPS蓄电池接口（5）、市电接口端（6）、市电电源（7）。
10.根据权利要求9所述的所述的接线电路，其特征在于：所述多级UPS并联分布式控制系统的接线电路运行过程包括：
市电电源（7）端通过市电接口端（6）与切换开关（4）耦合实现供电；
当停止负载时，UPS蓄电池接口（5）与市电接口端（6）连接，实现对UPS蓄电池（3）的充电；
当市电供电出现故障时，启动旁路供电模式，所述UPS蓄电池（3）通过UPS蓄电池接口（5）与切换开关（4）耦合实现供电；
当所述UPS蓄电池（3）电能耗尽时，启动手动旁路模式，手动旁路切换端（2）与切换开关（1）耦合。
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|---|---|---|---|---|
| CN115765135A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-03-07 | 大庆恒驰电气有限公司 | 一种智能ups储能系统 |
| CN115833362A (zh) * | 2023-02-02 | 2023-03-21 | 樊氏科技发展股份有限公司 | 环网柜ups电源综合管控系统 |
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