CN118646128A - 供电系统以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供电系统以及控制方法，其用于对低压负荷单元供电，包括至少一个供电电源和与所述供电电源一一对应设置的供电装置，所述供电装置包括负荷母线单元和功率变换模块，所述供电装置与所述供电电源连接，所述功率变换模块包括一级变换单元、二级变换单元；其中，至少一个所述供电装置的功率变换模块还包括电池单元；所述一级变换单元的输入端与所述供电电源连接，所述二级变换单元的输出端与所述负荷母线单元连接；所述二级变换单元的输入端与所述一级变换单元的输出端连接；或者，所述二级变换单元的输入端与所述一级变换单元的输出端均与所述电池单元连接，所述电池单元包括电池开关。

Description

供电系统以及控制方法

技术领域

本发明涉及供电技术领域，尤其涉及供电系统及其控制方法。

背景技术

伴随数字经济、AI、云计算等产业的快速发展，超算中心、智算中心等数据中心的数字基础设施建设越来越受到重视，数据中心对供电电源的稳定性能要求高，因此通过优化供电电源系统来降低新建数据中心建设和使用成本成为行业亟待解决的问题。

如图1所示的传统数据中心的低压负荷（例如：IT装置）由交流UPS装置供电，交流端口经过一级变换单元建立与电池总电压相当的直流母线，电池以串联方式成组后经过二级变换单元连接于直流母线，再经过三级变换单元降压至低压负荷所需的低压电压范围，这种供电方式在电网或发电机等交流源无法供电时由UPS装置做短时支撑，其存在几个缺点：

（1）UPS设备的部分功率回路冗余，利用率不高但必须长时间在线，其导致供电回路的效率低、成本高；

（2）UPS设备的电池容量小电压低且寿命短，不适合用作储能，UPS设备的电池也无法分时电价场合进行峰谷调节，因此UPS设备的电池运行成本高；

（3）UPS设备输出为交流电压，需要再经过AC/DC变换器转为低压直流电压后向IT负荷，导致效率较低；

（4）接入储能电池时需要独立配置电池设备，其降低了场地利用率，增加空调、冷却管路长度，增加成本和能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种供电系统，以降低供电系统的使用成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种供电系统，其用于对低压负荷单元供电，包括至少一个供电电源和与所述供电电源一一对应设置的供电装置，所述供电装置包括负荷母线单元和功率变换模块，所述供电装置与所述供电电源连接，所述功率变换模块包括一级变换单元、二级变换单元，所述一级变换单元的输入端与所述供电电源连接，所述二级变换单元的输出端与所述负荷母线单元连接；其中，所述二级变换单元的输入端与所述一级变换单元的输出端连接；或者，所述功率变换模块还包括电池单元，所述电池单元包括电池开关，所述二级变换单元的输入端与所述一级变换单元的输出端均与所述电池单元连接。

进一步的，所述负荷母线单元包括多个负荷母线，所述二级变换单元包括多个二级变换器，多个所述二级变换器与多个所述负荷母线一一对应设置，所述二级变换器的输出端与对应的所述负荷母线连接；多个所述二级变换器的输入端串联或者并联后与所述一级变换单元的输出端连接；或者，所述二级变换器的输入端与所述电池单元连接。

进一步的，所述二级变换器包括第一输入端口和第二输入端口，所述电池单元包括多个串联的电池模块，多个所述电池模块与多个所述二级变换器一一对应设置，所述二级变换器的第一输入端口与对应的所述电池模块的一端连接，所述二级变换器的第一输入端口与对应的所述电池模块的一端之间设有第一开关，所述二级变换器的第二输入端口与对应的所述电池模块的另一端连接，所述二级变换器的第二输入端口与对应的所述电池模块的另一端之间设有第二开关。

进一步的，所述二级变换器包括第一输入端口和第二输入端口，在相邻的两个所述二级变换器之间，其中一个所述二级变换器的第二输入端口与另一个所述二级变换器的第一输入端口连接，并且其中一个所述二级变换器的第二输入端口与另一个所述二级变换器的第一输入端口之间设有串联开关。

进一步的，所述功率变换模块包括多个电池单元和与多个所述电池单元一一对应设置的二级变换单元，所述一级变换器的输出端与多个所述电池单元分别连接。

进一步的，所述一级变换单元包括多个串联的一级变换器，所述电池单元包括多个串联的电池模块，多个所述电池模块与多个所述一级变换器一一对应连接，所述电池模块与对应的所述一级变换器的输出端连接。

进一步的，所述供电装置还包括控制单元，所述一级变换单元、所述二级变换单元、所述电池单元和所述负荷母线单元均与所述控制单元通信连接。

进一步的，所述低压负荷单元包括至少一个受电端口，至少一个所述供电电源与至少一个受电端口一一对应设置，所述受电端与对应的所述供电装置的负荷母线单元连接。

本发明的另一目的在于一种供电控制方法，其特征在于，用于控制上述的供电系统，其包括以下步骤：在至少一个供电装置中，将功率变换模块包括电池单元的供电装置作为储能供电装置，判断是否全部供电电源均处于断电状态；若是，所述储能供电装置向低压负荷单元供电；若否，处于供电状态的供电电源与对应的供电装置向所述低压负荷单元供电。

进一步的，还包括步骤：

在所述储能供电装置中，获取电池单元中电池模块的荷电状态、功率状态，并且获取电池单元的平均荷电状态和平均功率状态，根据以下公式获取预设输出功率；

其中，、均为取值系数，为与所述电池单元对应的二级变换单元中所有二级变换器的输出功率的平均值；

将与所述电池模块对应的二级变换器的输出端的功率调节至所述预设输出功率。

本发明的有益效果在于：本发明提供的这种供电系统中至少一个供电装置的功率变换模块包括电池单元，以使供电系统中全部供电电源均处于断电状态时能够对低压负荷单元进行供电。供电装置的电池单元作为功率变换模块的一部分，其能够提高设置供电系统的场地利用率，该供电系统的供电装置能够通过电池单元实现降压功能并且直接向二级变换单元供电，因此该供电系统相较于传统的UPS装置而言减少了变换单元的数量，本发明提供的这种供电系统中包括电池单元的供电装置的回路效率高，其建设和使用成本低。

附图说明

图1为传统的供电系统电路原理图；

图2为本发明所述的供电系统在一种实施方式中的原理图；

图3为本发明所述的供电系统的框架图；

图4为图2中供电装置A的功率变换模块的原理图；

图5为图2中供电装置A在另一种可选的实施方式中的功率变换模块的原理图；

图6为图2中供电装置B的二级变换电路在串联状态下的原理图；

图7为图2中供电装置B的二级变换电路在并联状态下的原理图。

标号说明：

1、供电电源；11、配电网；12、备用电源；

2、供电装置；21、负荷母线单元；22、功率变换模块；23、一级变换单元；231、一级变换器；24、二级变换单元；241、二级变换器；26、电池单元；261、电池模块；27、隔离单元；

3、低压负荷单元；31、负荷装置；

4、三级变换单元。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图2至图7，本发明提供一种供电系统，其用于对低压负荷单元3供电，包括至少一个供电电源1和与所述供电电源1一一对应设置的供电装置2，所述供电装置2包括负荷母线单元21和功率变换模块22，所述供电装置2与所述供电电源1连接，所述功率变换模块22包括一级变换单元23、二级变换单元24；所述一级变换单元23的输入端与所述供电电源1连接，所述二级变换单元24的输出端与所述负荷母线单元21连接；其中，所述二级变换单元24的输入端与所述一级变换单元23的输出端连接；或者，所述供电装置2的功率变换模块22还包括电池单元26，所述电池单元26包括电池开关，所述二级变换单元24的输入端与所述一级变换单元23的输出端均与所述电池单元26连接。

本发明的工作原理简述如下：本发明提供的这种供电系统中各个供电装置2的功率变换模块22可选择地包括电池单元26或者不包括电池单元26。在功率变换模块22不包括电池单元26的情况下，二级变换单元24的输入端与一级变换单元23的输出端连接，在这种情况下功率变换模块22可以采用旁路连接导体来代替电池单元26（可参照图2中右边一侧的供电装置2以及图6、图7中的所示的功率变换模块22）。

为了保障供电系统的可靠性与稳定性，可以在供电系统的至少一个供电装置2的功率变换模块22设置电池单元26，以使该供电装置2作为供电系统的储能供电装置使用。当与储能供电装置对应的供电电源1处于供电状态，并且电池单元26的电池开关闭合时，电源单元与一级变换单元23的输出端同时对二级变换单元24的输入端供电，在这种状态下功率变换模块22可以通过电压单元来实现一级变换单元23与二级变换单元24之间的降压功能。当与储能供电装置对应的供电电源1处于供电状态，并且电池单元26的电池开关断开时，电池单元26被断开，一级变换单元23的输出端直接向二级变换单元24的输入端供电。当供电系统中全部供电电源1均处于断电状态时，电池开关闭合，以使电池单元26独立向二级变换单元24的输入端供电，从而对低压负荷单元3做供电支撑。本发明提供的这种供电装置2的储能供电装置能够实现不间断供电功能，在供电系统的全部供电电源1均断电的状态下保障向低压负荷单元3供电的可靠。另外，本发明中电池单元26适用作储能，电池单元26可以配合谷峰电价进行补电充电，以降低供电系统的运行成本。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的这种供电系统中至少一个供电装置2的功率变换模块22包括电池单元26，以使供电系统中全部供电电源1均处于断电状态时能够对低压负荷单元3进行供电。供电装置2的电池单元26作为功率变换模块22的一部分，其能够提高设置供电系统的场地利用率，该供电系统的供电装置能够通过电池单元实现降压功能并且直接向二级变换单元供电，因此该供电系统相较于传统的UPS装置而言减少了变换单元的数量，本发明提供的这种供电系统中包括电池单元的供电装置的回路效率高，其建设和使用成本低。

进一步的，所述负荷母线单元21包括多个负荷母线，所述二级变换单元24包括多个二级变换器241，多个所述二级变换器241与多个所述负荷母线一一对应设置，所述二级变换器241的输出端与其对应的所述负荷母线连接；多个所述二级变换器241的输入端串联或者并联后与所述一级变换单元23的输出端连接；或者，所述二级变换器241的输入端与所述电池单元26连接。

由上述描述可知，当低压负荷单元3包括多种不同受电需求的负荷装置31时，该供电装置2能够通过多个负荷母线分别对各种负荷装置31进行供电，以进一步降低该供电装置2的建设成本和使用成本。

进一步的，所述二级变换器241包括第一输入端口和第二输入端口，所述电池单元26包括多个串联的电池模块261，多个所述电池模块261与多个所述第二变换器一一对应设置，所述二级变换器241的第一输入端口与对应的所述电池模块261的一端连接，所述二级变换器241的第一输入端口与对应的所述电池模块261的一端之间设有第一开关，所述二级变换器241的第二输入端口与对应的所述电池模块261的另一端连接，所述二级变换器241的第二输入端口与对应的所述电池模块261的另一端之间设有第二开关。

进一步的，所述二级变换器241包括第一输入端口和第二输入端口，多个所述二级变换器241依次设置，在相邻的两个所述二级变换器241之间，其中一个所述二级变换器241的第二输入端口与另一个所述二级变换器241的第一输入端口连接，并且其中一个所述第二变换器的第二输入端口与另一个所述第二变换器的第一输入端口之间设有串联开关。

由上述描述可知，请结合图3作为参考，本发明提供的这种通过控制二级变换单元24的各个开关能够根据实际使用需求控制各个二级变换器241串联或者并联。

进一步的，所述功率变换模块22包括多个所述电池单元26和与多个所述电池单元26一一对应设置的二级变换单元24，所述一级变换单元23的输出端与多个所述电池单元26分别连接。

由上述描述可知，供电装置2的功率变换器可以设置多个电池单元26，并且对应多个电池单元26设置多个二级变换单元24，该供电系统的供电装置2通过控制各个第一开关、第二开关、电池开关、串联开关能够实现全部电池单元均参与供电、部分电池单元参与供电以及全部电池单元均不参与供电这至少三种工作模式。

进一步的，所述一级变换单元23包括多个串联的一级变换器231，所述电池单元26包括多个串联的电池模块261，多个所述电池模块261与多个所述一级变换器231一一对应连接，所述电池模块261与其对应的所述一级变换器231的输出端连接。

由上述描述可知，如图5所示，一级变换单元23包括多个串联的一级变换器231，以使电池单元26的各个电池模块261可以独立成组，电池模块261与其对应的一级变换器231的输出端连接，电池模块261的规格可以根据一级变换器231的规格和输出电压来进行选择，并且一级变换器231、电池模块261、二级变换器241和负荷母线四者一一对应。

进一步的，所述供电装置2还包括控制单元，所述一级变换单元23、所述二级变换单元24、所述电池单元26和所述负荷母线单元21均与所述控制单元通信连接。

由上述描述可知，控制单元可以采集各个单元的运行状态、电性参数，并且控制二级变换单元24的各个开关以及调节二级变换单元24的输出端的输出功率，以调节负荷设备的输入功率，并且通过调节二级变换器241的输出功率可以调节各个电池模块261的工作状态，使得电池单元26的各个电池模块261保持均衡状态，提高电池单元26的使用寿命、降低运维成本。

进一步的，所述低压负荷单元3包括至少一个受电端口，至少一个所述供电电源1与至少一个受电端口一一对应设置，所述受电端口与其对应的所述供电装置2的负荷母线单元21连接。

由上述描述可知，本发明提供的这种供电系统可以利用多个供电装置2分别对低压负荷单元3的多个受电端口提供不同的输入功率，以实现下垂控制。

本发明的另一目的在于一种供电控制方法，用于控制上述的供电系统，其包括以下步骤：在至少一个供电装置2中，将功率变换模块22包括电池单元26的供电装置2作为储能供电装置，判断是否全部供电电源1均处于断电状态；若是，所述储能供电装置向低压负荷单元3供电；若否，处于供电状态的供电电源1和与其对应的供电装置2向所述低压负荷单元3供电。

由上述描述可知，本发明提供的这种供电控制方法能够利用供电系统的储能供电装置实现不间断供电功能，在供电系统的全部供电电源1均断电的状态下保障向低压负荷单元3供电的可靠。

进一步的，还包括步骤：

在所述储能供电装置中，获取电池单元26中电池模块261的荷电状态、功率状态，并且获取电池单元26的平均荷电状态和平均功率状态，根据以下公式获取预设输出功率；

其中，、均为取值系数，为与所述电池单元对应的二级变换单元中所有二级变换器的输出功率的平均值；

将与所述电池模块261对应的二级变换器241的输出端的功率调节至所述预设输出功率。

由上述描述可知，本发明提供的这种供电控制方法能够由控制单元对二级变换器241的输出功率进行控制，以调节各个电池模块261的工作状态，从而实现对各个电池模块261实施主动控制，通过在全部负荷母线上进行动态功率分配，达到将全部电池能量充分利用，提高电池寿命，减少运维成本。

实施例

请参照图2至图7，本发明的实施例为：提供一种供电系统，该供电系统可以用于对超算中心、智算中心等数据中心的负荷装置31进行供电，该供电系统包括至少一个供电电源1和与供电电源1一一对应设置的供电装置2，供电电源包括配电网11和备用电源12，供电装置2包括负荷母线单元21和功率变换模块22，供电装置2与供电电源1连接，功率变换模块22包括一级变换单元23、二级变换单元24；为了保障供电系统对数据中心的负荷装置31供电的可靠性，供电系统中应在至少一个供电装置2的功率变换模块22中设置电源单元。

具体的，可以参考图2与图3，在本实施例设计的这种供电系统包括供电电源A、对应供电电源A设置的供电装置A、供电电源B以及对应供电电源B设置的供电装置B；供电装置A、供电装置B均包括隔离单元27、负荷母线单元21、控制单元和功率变换模块22，隔离单元27的输入端与其对应的供电电源1连接，隔离单元27的输出端与功率变换模块22的输入端连接，功率变换模块22的输出端与负荷母线单元21连接，控制单元与功率变换模块22、隔离单元27和负荷母线单元21分别通信连接。

可选的，隔离单元27可以为工频变压器、隔离变压器，以输出交流电压；隔离单元27还可以为整流器，以输出直流电压。一级变换单元23可以根据隔离单元27输出交流电压或直流电压而选用交流-直流变压单元或者直流-直流变压单元，并且功率变换模块22具有可串联或可并联的功能。

供电装置A的功率变换模块22包括一级变换单元23、二级变换单元24和电池单元26，可以将供电装置A作为储能供电装置应用，当供电系统中全部的供电电源1均处于断电状态时供电装置A的功率变换模块22的电池单元26可以向低压负荷单元3进行供电，以保障数据中心运行的可靠性。

供电装置B的功率变换模块22包括一级变换单元23、二级变换单元24，供电装置B的功率变换模块22可选择地包括或者不包括电池单元26，而本实施例的供电装置B的功率变换模块22中不包括电池单元26。

因此，本实施例的供电装置B的功率变换模块22中，二级变换单元24的输入端与一级变换单元23的输出端连接，将图6、7与图4进行参照对比可以看出供电装置B的功率变换模块22将二级变换单元24中的多个二级变换器241采用串联（如图6所示）或者并联（如图7所示）的旁路连接导体来代替供电装置A中的电池单元26，供电装置A的功率变换模块22与供电装置B的功率变换模块22的整体结构并无改变。如图2所示，供电装置B可以设置多个一级变换单元23，多个一级变换单元23与其对应的二级变换单元24的多个二级变换器241的连接方式不同，但是二级变换单元24的输出总功率满足负荷母线单元21的总功率需求。

本实施例中，负荷装置31可以是数据中心的IT设备或其他由安全低压供电的设备。负荷装置31中包括两个受电端口，每个受电端口均可以提供该负荷装置31所需的全部功率，供电装置A的负荷母线单元21与负荷装置31的其中一个受电端口连接，供电装置B的负荷母线单元21与负荷装置31的另一个受电端口连接。

其中，供电装置2的控制单元可以控制二级变换单元24的输出功率，因此应用该供电系统供电的负荷装置31的两个受电端口的电压可以分别由供电装置A的控制单元和供电装置B的控制单元调节，进而使得两个受电端口分别输入不同的功率，实现下垂控制。其中，下垂控制是对独立的电压源类型的电源进行并联时所采用的均流控制方法。因为不同电压源的稳压电压不同，如果直接加以并联，会导致不同电压源之间不能均流，稳压电压高的电源输出功率大。下垂控制是使电源的稳压电压随其输出功率的提高而下降（稳压值与功率成反比），类似一条下垂的曲线。电源的稳压值运行在这条曲线上可以自动对功率进行均衡。

在本实施例中，由供电装置2的电源端口至负荷母线单元21的所有设备集成在供电装置2中，而低压负荷单元3可以选择集成或者不集成在供电装置2中。

在本实施例中，超算中心、智算中心等数据中心的多种不同受电需求的负荷装置31可以组成低压负荷单元3，为了本实施例中的供电系统能够满足多种低压负荷单元3中的多种负荷装置31的供电需求，供电装置2的负荷母线单元21包括多个负荷母线，负荷母线单元21包括多个负荷母线，供电装置2的二级变换单元24均包括多个二级变换器241，并且多个二级变换器241与多个负荷母线一一对应设置，二级变换器241的输出端与其对应的负荷母线连接。易于理解的，在供电装置A中二级变换器241的输入端与电池单元26连接（参照图4）；在供电装置B中，多个二级变换器241的输入端串联（参照图6）或者并联（参照图7）后与一级变换单元23的输出端连接。

为了方便理解，上述步骤举例说明如下：

如图2中所示的供电装置B，可以设置多个二级变换单元24，并且各个二级变换单元24的多个二级变换器241分别采用不同的串并联方式（如图6、7所示），总功率应满足N个低压负荷总功率。

请以图4作为参考以方便理解，二级变换单元24包括N个依次设置的二级变换器241，N个二级变换器241依次排序编号，二级变换器241包括第一输入端口和第二输入端口，电池单元26包括N个串联的电池模块261，N个电池模块261与N个第二变换器一一对应设置，二级变换器241的第一输入端口与对应的电池模块261的一端连接，二级变换器241的第一输入端口与对应的电池模块261的一端之间设有第一开关（图4中的K1_1、K2_1、…、KN_1），二级变换器241的第二输入端口与对应的电池模块261的另一端连接，二级变换器241的第二输入端口与对应的电池模块261的另一端之间设有第二开关（图4中的K1_2、K2_2、…、KN_2）。在相邻的两个二级变换器241之间，其中一个二级变换器241的第二输入端口与另一个二级变换器241的第一输入端口连接，并且其中一个第二变换器的第二输入端口与另一个第二变换器的第一输入端口之间设有串联开关（图4中的KS_2、…、KS_N）。

控制单元可以控制各个电池开关、第一开关、第二开关和串联开关的闭合或者断开，以切换各个二级变换器241的并联状态或者串联状态，满足实际应用需求。

供电装置2的功率变换模块22可以包括M个电池单元26和M个二级变换单元24，二级变换单元24的输入端与对应的电池单元26连接，一级变换单元23的输出端与M个电池单元26分别连接。并且，电池单元26内可以为串联的模块化结构，即电池单元26包括N个电池模块261，并且N个电池模块261串联成组，N个电池模块261串联后，电池单元26的电压范围与一级变换单元23的直流输出电压范围一致。

进一步参照图4，电池单元26包括N个串联的电池模块261，N个电池模块261与N个二级变换器241一一对应设置，二级变换器241的输入端与其对应的电池模块261连接，则在这种连接方式下，通过控制各个二级变换器241的第一开关（K1_1至K1_N）、第二开关（K2_1至K2_N）和串联开关（KS_2至KS_N）以及电池单元26的电池开关KB，至少可以实现以下三种工作模式：

第一种模式是全部的电池单元26均参与供电，全部电池单元26的全部第一开关K1_1至K1_N闭合，全部电池单元26的全部第二开关K2_1至K2_N闭合，全部电池单元26的电池开关KB闭合，全部二级变换单元24的全部串联开关KS_2至KS_N断开，此时，一级变换器231和全部的电池单元26共同向全部二级变换单元24供电，同时一级变换器231向可以对各个电池单元26充电；

第二种模式是部分电池单元26参与供电；在不参与供电的电池单元26中，除第一开关K1_1和第二开关KN_2闭合之外，其他第一开关和第二开关均断开，不参与供电的电池单元26的电源开关KB断开，与不参与供电的电池单元26对应的二级变换单元24的全部串联开关KS_2至KS_N闭合，以使不参与供电的电池单元26对应的二级变换单元24由一级变换单元23直接供电，对应的电池单元26脱开；在参与供电的电池单元26中，全部第二开关K2_1至K2_N闭合，参与供电的电池单元26的电源开关KB闭合，与参与供电的电池单元26对应的二级变换单元24的全部串联开关KS_2至KS_N断开，该部分二级变换单元24由对应的电源单元供电；

第三种模式是全部电池单元26均不参与供电，全部电源单元中除第一开关K1_1和第二开关KN_2闭合之外，全部电源单元的全部第一开关和全部第二开关均断开，全部电源单元的电源开关KB断开，全部二级变换单元24的全部串联开关KS_2至KS_N闭合。此时，由一级变换单元23向全部二级变换单元24供电，M个二级变换单元24的二级变换器241输出的总功率与对应的负荷母线的总功率需求。

当供电电源1处于供电状态时，由一级变换单元和电池单元26共同向二级变换单元供电。

在一种可选的实施方式中，如图5所示，一级变换单元23可以包括多个串联的一级变换器231，并且所述电池单元26包括多个串联的电池模块261，多个所述电池模块261与多个所述一级变换器231一一对应连接，所述电池模块261与对应的所述一级变换器231的输出端连接。在这种实施方式中，各个电池模块261可以独立成组，并且可以根据所选一级变换器231规格和隔离单元27的输出电压确定对应的电池模块261的规格。

本实施例所述的这种供电系统可以通过以下供电控制方法进行控制，该供电控制方法包括以下步骤：在至少一个供电装置2中，将功率变换模块22包括电池单元26的供电装置2作为储能供电装置，判断是否全部供电电源1均处于断电状态；若是，所述储能供电装置向低压负荷单元3供电；若否，处于供电状态的供电电源1与对应的供电装置2向所述低压负荷单元3供电。

易于理解的，在本实施例中：

1、当供电电源A与供电电源B均处于供电状态时，由供电装置A与供电装置B共同对低压负荷单元3进行供电。

2、当供电电源A处于供电状态并且供电电源B处于断电状态时，由供电装置A的一级变换单元23与电池单元26共同向二级变换单元24供电，再由二级变换单元24对负荷母线供电；供电装置B不参与供电。

3、当供电电源A处于断电状态并且供电电源B处于供电状态时，供电装置B的一级变换单元23向二级变换单元24供电，再由二级变换单元24对负荷母线供电；供电装置A不参与供电。

4、当供电装置A、B均处于断电状态时，供电装置A的电池单元26对其二级变换单元24供电，再由二级变换单元24对负荷母线供电；供电装置B不参与供电。

在本实施例中，在所述储能供电装置中，获取电池单元26中电池模块261的荷电状态、功率状态，并且获取电池单元26的平均荷电状态和平均功率状态，根据以下公式获取预设输出功率；

其中，、均为取值系数，为与所述电池单元26对应的二级变换单元24中所有二级变换器241的输出功率的平均值；

在本实施例中，、用于调节荷电状态和功率状态在输出功率中的控制权重比例。取值系数的取值范围可以为（,），取值系数的取值范围可以为（,），为最大荷电状态，为最小荷电状态，为最大功率状态，为最小功率状态。

详细的，、的初值均为1，使N个变换器的总功率，当需要调整荷电状态的不平衡权重时调节取值系数K1；当需要增加功率状态不平衡程度的权重时，调整取值系数K2。

将与所述电池模块261对应的二级变换器241的输出端的功率调节至所述预设输出功率。

本实施例中，储能装置A的控制单元可以与储能装置A的各个其他功率单元通信连接，以获取各个电池模块261的荷电状态、功率状态等参数信息，并根据上述的参数信息来获取预设输出功率。当储能装置A中仅通过电池单元向二级变换单元供电时，对二级变换单元中所有二级变换器均根据上述步骤进行输出功率调节，可以使得与二级变换单元对应的电池单元趋向于均衡状态从而提高供电系统中电池单元的使用寿命。

如图3所示，在本实施例中，供电系统还包括与低压负荷单元3连接的数据中心能源管理系统，并且数据中心能源管理系统可以分别与供电装置A与供电装置B的控制单元连接，根据预设的约束条件来确定控制指令，并且由供电装置A与供电装置B的各个单元执行相应的指令。

综上所述，本发明提供的这种供电系统的供电装置2的电池单元26作为功率变换模块22的一部分，其能够提高设置供电系统的场地利用率，该供电系统的供电装置2能够通过电池单元26实现降压功能并且直接向二级变换单元24供电，因此该供电系统相较于传统的UPS装置而言减少了变换单元的数量，本发明提供的这种供电装置2的回路效率高，其建设和使用成本低。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种供电系统，其用于对低压负荷单元供电，其特征在于，包括至少一个供电电源和与所述供电电源一一对应设置的供电装置，所述供电装置包括负荷母线单元和功率变换模块，所述供电装置与所述供电电源连接，所述功率变换模块包括一级变换单元、二级变换单元，所述一级变换单元的输入端与所述供电电源连接，所述二级变换单元的输出端与所述负荷母线单元连接；其中，所述二级变换单元的输入端与所述一级变换单元的输出端连接；或者，所述功率变换模块还包括电池单元，所述电池单元包括电池开关，所述二级变换单元的输入端与所述一级变换单元的输出端均与所述电池单元连接。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述负荷母线单元包括多个负荷母线，所述二级变换单元包括多个二级变换器，多个所述二级变换器与多个所述负荷母线一一对应设置，所述二级变换器的输出端与对应的所述负荷母线连接；多个所述二级变换器的输入端串联或者并联后与所述一级变换单元的输出端连接；或者，所述二级变换器的输入端与所述电池单元连接。

3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述二级变换器包括第一输入端口和第二输入端口，所述电池单元包括多个串联的电池模块，多个所述电池模块与多个所述二级变换器一一对应设置，所述二级变换器的第一输入端口与对应的所述电池模块的一端连接，所述二级变换器的第一输入端口与对应的所述电池模块的一端之间设有第一开关，所述二级变换器的第二输入端口与对应的所述电池模块的另一端连接，所述二级变换器的第二输入端口与对应的所述电池模块的另一端之间设有第二开关。

4.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述二级变换器包括第一输入端口和第二输入端口，多个所述二级变换器依次设置，在相邻的两个所述二级变换器之间，其中一个所述二级变换器的第二输入端口与另一个所述二级变换器的第一输入端口连接，并且其中一个所述二级变换器的第二输入端口与另一个所述二级变换器的第一输入端口之间设有串联开关。

5.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述功率变换模块包括多个电池单元和与多个所述电池单元一一对应设置的二级变换单元，所述一级变换单元的输出端与多个所述电池单元分别连接。

6.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述一级变换单元包括多个串联的一级变换器，所述电池单元包括多个串联的电池模块，多个所述电池模块与多个所述一级变换器一一对应连接，所述电池模块与对应的所述一级变换器的输出端连接。

7.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述供电装置还包括控制单元，所述一级变换单元、所述二级变换单元、所述电池单元和所述负荷母线单元均与所述控制单元通信连接。

8.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述低压负荷单元包括至少一个受电端口，至少一个所述供电电源与至少一个受电端口一一对应设置，所述受电端与对应的所述供电装置的负荷母线单元连接。

9.一种供电控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1至8任意一项所述的供电系统，其包括以下步骤：在至少一个供电装置中，将功率变换模块包括电池单元的供电装置作为储能供电装置，判断是否全部供电电源均处于断电状态；若是，所述储能供电装置向低压负荷单元供电；若否，处于供电状态的供电电源与对应的供电装置向所述低压负荷单元供电。

10.根据权利要求9所述的供电控制方法，其特征在于，还包括步骤：

在所述储能供电装置中，获取电池单元中电池模块的荷电状态、功率状态，并且获取电池单元的平均荷电状态和平均功率状态，根据以下公式获取预设输出功率；

其中，、均为取值系数，为与所述电池单元对应的二级变换单元中所有二级变换器的输出功率的平均值；

将与所述电池模块对应的二级变换器的输出端的功率调节至所述预设输出功率。