CN113282160A

CN113282160A - Ups使用寿命的预测方法、设备及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN113282160A
Application number: CN202110420518.0A
Authority: CN
Inventors: 谢力华; 卿湘文
Original assignee: Shenzhen Ecowatt Power Co ltd
Current assignee: Shenzhen Ecowatt Power Co ltd
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2041-04-19
Also published as: CN113282160B

Abstract

本发明公开了一种UPS的使用寿命预测方法，包括：以预设的检测周期，控制所述UPS按预设方式运行，并获取所述UPS的状态数据；判断所述UPS在当前检测周期的运行状态数据与上一检测周期的运行状态数据的差异是否超出第一预设范围；在所述当前检测周期的运行状态数据与上一检测周期的运行状态数据的差异超出第一预设范围时，通过第一修正方式修正所述UPS的使用寿命。本发明实施例的UPS使用寿命的预测方法，通过对不间断电源的中易损器件的状态数据进行分析计算，实现对不间断电源使用寿命预测和修正，保证用户能够实时掌握不间断电源的使用寿命，能够在适当的时间对不间断电源内部的易损器件进行维修或者更换，延长不间断电源的使用时间。

Description

UPS使用寿命的预测方法、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及UPS控制领域，尤其是涉及一种UPS使用寿命的预测方法、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

UPS(不间断电源)广泛应用于重要的用电场合，如银行、政府、医院和轨道交通等领域。为了进一步提高UPS的可靠性，一般情况下会采用并机或LBS控制系统的方式来提高UPS的可靠性，并在UPS运行过程中，通过定期巡查、巡检来提前发现问题来确保UPS使用过程中的可靠性。然而随着UPS使用年限的增加，UPS内部器件的老化也会带来极大的隐患，因此需要提前估算出UPS的使用寿命，并做好检修方案，从而提高UPS稳定运行的可靠性。

目前，用户一般是根据UPS厂家标注的寿命来估计UPS的使用寿命，厂家会综合考虑UPS内部的所有元件的寿命，并根据主要易损件的寿命对UPS的使用寿命进行估算。UPS内部的元件的寿命会根据运行环境、运行时间、运行状况的变化而变化，UPS实际的使用寿命跟厂家标注的寿命会有差距，因此，用户只能在临近厂家标注的寿命时，对UPS加大巡检力度和次数、或者直接更换所有的易损元件。对于巡检和更换元器件的时间点，一般是根据工程师的经验来确定，但是，人为判断的准确性低，若更换易损件的时间太早，则会造成资源的浪费；若太晚，则会导致UPS故障停止运行，造成用电机部门出现极大的损失。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种UPS使用寿命的预测方法，能够准确的预测UPS的使用寿命，从而根据实际对UPS内部的元件进行维修或者更换。

第一方面，本发明实施例提出一种UPS的使用寿命预测方法，包括：

主动控制所述UPS按预设方式运行，并获取所述UPS的状态数据；

判断所述UPS在当前检测周期的运行状态数据与上一检测周期的运行状态数据的差异是否超出第一预设范围；

在所述当前检测周期的运行状态数据与上一检测周期的运行状态数据的差异超出第一预设范围时，通过第一修正方式修正所述UPS的使用寿命。

进一步地，所述方法以预设的检测周期执行，所述UPS的状态数据包括所述UPS内的预设位置在预设时长内的温度变化；所述控制所述UPS按预设方式运行，包括：控制所述UPS的风扇按照预定转速运行。

进一步地，所述方法在接收到预设触发信号时执行，所述UPS的状态数据包括所述UPS内的预设位置在预设时长内的温度变化；

所述控制所述UPS按预设方式运行，包括：控制所述UPS将输入的能量回馈至旁路，和/或，控制所述UPS的风扇按照预定转速运行或停转。

进一步地，所述通过第一修正方式修正所述UPS的使用寿命，包括：

获取第一寿命衰减系数，根据所述第一寿命衰减系数和当前检测周期的运行状态数据与上一检测周期的运行状态数据的差值，对UPS的使用寿命进行修正。

进一步地，所述方法还包括：

在所述UPS出现预设故障时，通过第二修正方式修正所述UPS的使用寿命，所述预设故障包括IGBT过流、逆变短路或保险损坏故障。

进一步地，所述通过第二修正方式修正所述UPS的使用寿命，包括：

获取预设故障出现的类型和次数，并根据所述预设故障出现的类型和次数获取所述UPS的第二寿命衰减系数；

根据第二寿命衰减系数对UPS的使用寿命进行修正。

进一步地，所述UPS包括非易失性存储器，且所述非易失性存储器存储有参考环境，所述方法还包括：

实时获取所述UPS的运行环境，并将所述运行环境与所述参考环境比较；

在所述运行环境超出参考环境时，通过第三修正方式修正所述UPS的使用寿命。

进一步地，通过第三修正方式修正所述UPS的使用寿命，包括：

获取UPS在所述运行环境下的运行时间和第三寿命衰减系数；根据所述运行时间和第三寿命衰减系数对UPS的使用寿命进行修正。

本发明另一个实施例提出的UPS的使用寿命预测方法，所述方法还包括：所述UPS的使用寿命小于预设值时生成并发出警报信号。

第二方面，本发明还提出一种UPS的使用寿命预测设备，包括处理器以及与所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行如上所述的UPS的使用寿命预测方法。

第三方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上所述的UPS的使用寿命预测方法。

附图说明

图1是本发明实施例中UPS使用寿命的预测方法的一具体实施例流程示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

具体地，在UPS运行过程中，UPS的使用寿命会不断的发送变化，为了保证UPS能够正常运行，需要对UPS的使用寿命进行检测修正，从而让用户实时掌握UPS的实际寿命，因此本发明实施例提出一种能够预测不间断电源使用寿命的方法。

不间断电源的使用寿命主要由其内部的易损器件的使用寿命决定的，不间断电源的易损器件主要包括交流电容、电解电容、风扇、电感、电池等。具体参照图1，示出了本发明实施例中UPS使用寿命预测方法的流程示意图。

步骤S1，主动控制UPS按预设方式运行，并获取UPS的状态数据，即UPS主动调整运行方式，并主动获取在该预设方式下的状态数据。其中，UPS的状态数据包括UPS内的预设位置在预设时长内的温度变化；控制UPS按预设方式运行包括：控制UPS的风扇按照预定转速运行。

具体地，本实施例的方法可用于日常寿命自检、现场寿命自检、或同时实现日常寿命自检和现场寿命自检。

在进行日常寿命自检时，本实施例的方法可按预设的检查周期执行，该检测周期可以根据用户的需求设置，例如将检测周期预设为一个月，即每隔一个月对不间断电源的使用寿命进行修正。此时UPS有可能处于正常负载供电中，UPS的负载大小根据用户所带负载决定，不可调整，因此在该方式下，主动控制UPS按预设方式运行包括：在当前负载率，调节风扇转速，使USP的风扇按预定的转速运行或停转，并获取此时的温度曲线。

在进行现场寿命自检时，本实施例的方法可在接收到预设触发信号时执行，例如在某一按钮被按下、或接收到的特定输入指令、代码等。此时，主动控制UPS按预设方式运行包括：控制UPS的逆变器转为电流源控制方式，将输入的能量回馈至旁路，回馈的能量即UPS的负载，从而可根据所需的负载大小调整回馈的能量，例如，可通过选择不同负载率和供电方式、不同的风扇转速进行组合，得到多组温度曲线。

步骤S2，判断UPS在当前检测周期的运行状态数据与上一检测周期的运行状态数据的差值是否超出第一预设范围。

具体地，当进行日常寿命自检时，例如检测周期是一个月，本实施例的方法将本次检测获取的温度曲线与上一个月的温度曲线进行比较(保证两次的检测过程中的负载和风扇转速相同)，获取两个温度曲线的差值。根据用户的需求设置第一预设范围，判断两个温度曲线的差值是否在第一预设范围内。若差值在第一预设范围内，说明不间断电源指定位置的易损器件能正常工作，没有老化、损坏的问题，则不需要对不间断电源的使用寿命进行修正；若是差值不在第一预设范围内，则说明不间断电源指定位置的易损器件异常，例如不间断电源的散热部件存在问题或者内部器件阻值存在异常状况，若长期工作在异常状态下，不间断电源的使用寿命会减少，因此需要对不间断电源的使用寿命进行修正。

步骤S3，在当前检测周期的运行状态数据与上一检测周期的运行状态数据的差值超出第一预设范围时，通过第一修正方式修正UPS的使用寿命。

本实施例根据第一修正方式对不间断电源的使用寿命进行修正，第一修正方式包括以下步骤：获取第一寿命衰减系数，根据第一寿命衰减系数和当前检测周期的运行状态数据与上一检测周期的运行状态数据的差值，对UPS的使用寿命进行修正。

在本实施例中，可以在T时长选取多个时间点，然后计算每个时间点的两个温度曲线的差值。从多个差值中，选取绝对值最大的一个差值与第一寿命衰减系数相乘获得第一衰减时间，将不间断电源剩余的使用寿命减去第一衰减时间的差作为不间断电源新的使用寿命，完成对不间断电源使用寿命的修正。

本发明实施例的UPS使用寿命的预测方法，通过定期检测不间断电源的易损器件在预设方式下运行来获取状态数据，并通过对不间断电源的中易损器件的状态数据进行分析计算，实现对不间断电源使用寿命预测和修正，保证用户能够实时掌握不间断电源的使用寿命，能够在适当的时间对不间断电源内部的易损器件进行维修或者更换，既避免了易损器件的故障扩大化，延长不间断电源的使用时间；又避免了提前更换易损器件造成的资源浪费。同时，不需要工程师根据经验来判断不间断电源的使用寿命、也不需要安排人员到现场进行巡检，节省了人力成本和时间成本。

在本发明的另一个实施例中，不间断电源使用寿命的预测方法还包括：UPS的使用寿命小于预设值时生成并发出警报信号。

在本发明的另一个实施例中，不间断电源使用寿命的预测方法还包括：在UPS出现预设故障时，通过第二修正方式修正所述UPS的使用寿命，预设故障包括IGBT过流、逆变短路或保险损坏故障。

具体地，在不间断电源运行的过程中一般出现故障，如IGBT过流、逆变短路或保险损坏等可能造成设备损坏的故障。这些故障虽然不是易损器件损坏，但是出现这些故障出现时都会伴随着极端的异常工况，如很大的冲击电流、过电压等，这些故障也会影响到不间断电源的使用寿命，因此在预测不间断电源的使用寿命时也需要考虑。

本实施例根据以下步骤对不间断电源的使用寿命进行修正：

步骤S41，获取预设故障出现的次数，根据所述预设故障出现的次数获取所述UPS的第二寿命衰减系数；

步骤S42，根据第二寿命衰减系数对UPS的使用寿命进行修正。

本实施例的不间断电源在进行第一修正方式对使用寿命修正后，若不间断电源还出现预设故障，则还需要进行第二修正。具体地，统计在不间断电源运行过程中出现预设故障的类型和次数，本实施例将预设故障出现的类型和次数作为第二寿命衰减系数(第二寿命衰减系数可以根据实际情况设定)，然后获取不间断电源剩余的使用寿命，将剩余的使用寿命减去第二衰减系数获得的差作为不间断电源新的使用寿命，实现对不间断电源使用寿命的第二次修正。

具体地，可针对于UPS所有严重故障，设置累计因子，根据对UPS的潜在损害风险，不同的严重故障的类型，设定不同的累计因子，如IGBT过流，逆变短路或保险损坏故障等，可定义为累计因子为10；逆变SCR开路，逆变SCR短路，母线过压可定义为累计因子8，等等。在运行过程中，一旦产生了严重故障，将对累计因子进行累加，累加后的数值越大，对应得到的第二寿命衰减系数越大。

本实施例的不间断电源使用寿命的预测方法，通过统计不间断电源发生预设故障的次数来修正不间断电源的使用寿命，使得用户获得更精确的使用寿命预测结果，降低误判率。

在本发明的又一个实施例中，在UPS包括非易失性存储器，且非易失性存储器存储有参考环境的情况下，本发明实施例的不间断电源使用寿命的与预测方法还包括：

步骤S51，实时获取UPS的运行环境，并将运行环境与参考环境比较；

步骤S52，在运行环境超出参考环境时，通过第三修正方式修正UPS的使用寿命。

具体地，不间断电源的易损器件主要包括交流电容、电解电容、风扇、电感、电池等，而这些易损器件的使用寿命会受到多个运行因素的影响，如运行时的温度、湿度、电流、频率、负载特性、冲击次数等。其中，参考环境是根据易损器件使用手册的使用要求确定的，一般参考环境包括温度范围、湿度范围、电流上限、频率上限、纹波允许范围等。若每一个运行环境都在对应的参考环境范围内，则不需要对不间断电源的使用寿命进行修正；若超出参考环境，则相当于不间断电源超负荷工作，使用寿命比处在参考环境时的衰减较快，因此需要根据第三修正方式对不间断电源进行修正。

第三修正方式具体包括：获取UPS在运行环境下的运行时间和第三寿命衰减系数；根据运行时间和第三寿命衰减系数对UPS的使用寿命进行修正。

本实施例以运行环境是温度为例，对通过第三修正方式修正不间断电源使用寿命进行说明。假设经过第一修正方式或第二修正方式后，不间断电源剩余的使用寿命是N年，根据使用手册或厂家的要求，某个易损器件的参考温度为15～80℃，当易损器件的运行温度在80℃以上时，易损器件的寿命衰减会加快，即不间断电源使用寿命的衰减也会加快。假设易损器件在80℃的环境下工作了D天，第三寿命衰减系数为K_t3，则根据运行天数D和第三寿命衰减系数为K_t3衰减的寿命为：

Y＝N-K_t3*D (1)

其中，Y是UPS的使用寿命，N是UPS经第一修正方式修正后剩余的使用寿命，K_t3是第三寿命衰减系数，D是所述UPS在运行环境参数下的运行天数。其它运行环境如湿度、电流大小等，若超出参考环境的范围，其修正方式与上述方法类似，这里不再赘述。

本实施例的不间断电源使用寿命的预测方法，通过分析不间断电源的运行环境来修正不间断电源的使用寿命，在通过第一修正方式对使用寿命进行修正后，使得用户进一步获得精确的使用寿命预测结果，降低误判率。

一种UPS的使用寿命预测设备，包括处理器，以及，与所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行如上所述的UPS的使用寿命预测方法。

本实施例中的计算机可读存储介质与上述图1对应实施例中的不间断电源使用寿命的预测方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上所述的UPS的使用寿命预测方法。

本实施例中的计算机可读存储介质与上述图1对应实施例中的不间断电源使用寿命预测属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或界面切换设备、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims

1.一种UPS的使用寿命预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法以预设的检测周期执行，所述UPS的状态数据包括所述UPS内的预设位置在预设时长内的温度变化；

所述主动控制所述UPS按预设方式运行，包括：控制所述UPS的风扇按照预定转速运行或停转。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在接收到预设触发信号时执行，所述UPS的状态数据包括所述UPS内的预设位置在预设时长内的温度变化；

所述主动控制所述UPS按预设方式运行，包括：控制所述UPS将输入的能量回馈至旁路，和/或，控制所述UPS的风扇按照预定转速运行或停转。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述通过第一修正方式修正所述UPS的使用寿命，包括：

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过第二修正方式修正所述UPS的使用寿命，包括：

获取预设故障出现的类型和次数，并根据所述预设故障出现的类型和次数计算所述UPS的第二寿命衰减系数；

根据第二寿命衰减系数对UPS的使用寿命进行修正。

7.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述UPS包括非易失性存储器，且所述非易失性存储器存储有参考环境，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过第三修正方式修正所述UPS的使用寿命，包括：

获取UPS在所述运行环境下的运行时间和第三寿命衰减系数；

根据所述运行时间和第三寿命衰减系数对UPS的使用寿命进行修正。

9.一种UPS的使用寿命预测设备，其特征在于，包括处理器，以及，与所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行如权利要求1至8任一项所述的UPS的使用寿命预测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至8任一项所述的UPS的使用寿命预测方法。