CN202513656U - 一种并联模块化ups系统 - Google Patents

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刘士握
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Abstract

本实用新型公开了一种并联模块化UPS系统，属于电力电子技术领域。包括两个以上模块化UPS系统，各个模块化UPS系统分别经各分开关后再经同一个总开关接所述负载的输入端，所述各个模块化UPS系统分别使用独立的电池组或共用同一个公用电池组。本实用新型将多个单个模块化UPS系统并联成新的UPS系统，其反应速度快、运行稳定可靠，模块化结构能够实现方便高效的现场在线更换维修，系统的安全性也大幅的提高，即实现了功率模块并联冗余性，又实现了系统的增容和备份功能。

Description

一种并联模块化UPS系统
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种并联模块化UPS系统。
背景技术
近年来，随着我国工业化水平的迅速发展，用户对UPS的可靠性提出了更高的要求，单机运行的UPS系统已不能适应用户的需求，为增加UPS系统运行的可靠性，用户往往选择以下四种方式使用来提高系统运行时的容错性：
（1）主从串联热备份：该方式采用从机接在主机旁路输出口上的工作方式，当主机故障切换旁路时自动由从机给负载供电，该方式接线简单、方便。其缺点是：正常工作时主机带负载工作、从机属于空载运行；当后端负载较大时，造成主机、从机老化速率不同，经常需要人为断电调整主机、从机位置，系统维护不方便，对用户负载不间断运行造成困难。
（2）1+1直接并机冗余备份：由两台相同功率的UPS输出端并联起来共同负担向负载供电，从而形成直接并机式的冗余供电系统，该方式大大提高了UPS供电系统的容错性和可靠性。其缺点是：用户在采购初期需要购置两台相同容量的UPS实现1+1直接并机冗余备份，而在使用过程中两台相同容量的UPS又长期处于轻载的使用状态，这样不仅增加了用户的采购成本，又浪费了使用资源。 
（3）双总线冗余并机备份：有两套独立、互不影响的UPS系统通过负载总线同步控制器（LBS）进行控制，当其中一台UPS系统出现故障，由另一台继续为故障UPS系统的负载提供电源。该方法由于是两套独立的UPS，互不影响，在用户负载不受影响的情况下，可以对其中一套UPS系统进行全面的停电维修操作。其缺点是：系统之间需要外置一个负载总线同步控制器（LBS），当负载总线同步控制器（LBS）出现故障就无法实现双总线冗余并机备份。
（4）采用模块化UPS系统功率模块并联冗余可以实现“1+1”、“N+1”、“N+X”并联冗余方式，其中一台或多台功率模块出现故障退出运行，不影响整个UPS系统运行。该方法虽然实现了功率模块的并联冗余，但系统中的其他部件无法做到冗余，当系统中的其他部件出现故障有可能出现整个系统宕机，使用户负载供电中断，并且无法对整个系统进行全面的停电维修操作。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种并联模块化UPS系统，通过多机并联的方法即实现了功率模块并联冗余性，又实现了系统的增容和备份功能。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种并联模块化UPS系统，其特征在于包括两个以上模块化UPS系统，各个模块化UPS系统分别经分开关接负载的输入端。
本实用新型的进一步方案在于：各分开关经同一个总开关接所述负载的输入端。
所述各个模块化UPS系统分别使用独立的电池组或共用同一个公用电池组。
各模块化UPS系统包括UPS主机和电池组，所述UPS主机包括一个监控模块、一个静态开关模块和一个以上的功率模块，所述功率模块包括逆变器、整流器和充电器，所述监控模块通过通信线与静态开关模块连接，负责收集并显示静态开关模块和功率模块的数据；静态开关模块有两组动力电输入分别为旁路输入和多个功率模块将市电整流逆变输出并联后输入，静态开关模块进行判断选择功率模块进行输出或旁路输出，静态开关模块还设有通讯线与各个功率模块进行连接，负责收集各功率模块的数据，并将收集到的数据信息整理发送给监控模块进行处理，各功率模块由市电输入，各功率模块的直流电池端并联后与电池组连接。
各模块化UPS系统包括UPS主机和电池组，所述UPS主机包括一个监控模块、一个静态开关模块、一个以上的功率模块和一个以上的充电模块，所述功率模块包括逆变器和整流器，所述监控模块通过通信线与静态开关模块连接，负责收集并显示静态开关模块和功率模块的数据；静态开关模块有两组动力电输入分别为旁路输入和多个功率模块将市电整流逆变输出并联后输入，静态开关模块进行判断选择功率模块进行输出或旁路输出，静态开关模块还设有通讯线与各个功率模块进行连接，负责收集各功率模块的数据，并将收集到的数据信息整理发送给监控模块进行处理，各功率模块由市电输入，各充电模块为市电输入，各充电模块通过通信线与静态开关模块连接，各充电模块的直流电池端和各功率模块的直流电池端并联后与电池组连接。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型将多个单个模块化UPS系统并联成新的UPS系统，其反应速度快、运行稳定可靠，模块化结构能够实现方便高效的现场在线更换维修，系统的安全性也大幅的提高，即实现了功率模块并联冗余性，又实现了系统的增容和备份功能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型原理框图；
图2是本实用新型中各模块化UPS系统分别使用独立的电池组的原理框图；
图3是本实用新型中各模块化UPS系统共用一个公用电池组的原理框图；
图4是实施例一UPS主机的原理框图；
图5是实施例二UPS主机的原理框图。
具体实施方式
实施例一：如图1-4所示，一种并联模块化UPS系统，包括两个以上模块化UPS系统，各个模块化UPS系统分别经分开关后经同一个总开关接所述负载的输入端，所述各个模块化UPS系统分别使用独立的电池组或共用同一个公用电池组。
各模块化UPS系统包括UPS主机和电池组，所述UPS主机包括一个监控模块、一个静态开关模块和一个以上的功率模块,所述功率模块包括逆变器、整流器和充电器。所述监控模块通过通信线与静态开关模块连接，负责收集并显示静态开关模块和功率模块的数据；静态开关模块有两组动力电输入分别为旁路输入和多个功率模块将市电整流逆变输出并联后输入，静态开关模块进行判断选择功率模块进行输出或旁路输出，静态开关模块还设有通讯线与各个功率模块进行连接，负责收集各功率模块的数据，并将收集到的数据信息整理发送给监控模块进行处理；各功率模块由市电输入，经过内部AC-DC将市电变换为直流电，负责给电池组进行充电和内部DC-AC变换提供能量，当市电停电后由电池组直流输出为内部DC-AC变换提供能量，最后由内部DC-AC变换将直流电变换成洁净的、无畸变的正弦波输出；各功率模块的直流电池端并联后与电池组连接。
实施例二：如图1-3和5所示，一种并联模块化UPS系统，包括两个以上模块化UPS系统，各个模块化UPS系统分别经分开关后经同一个总开关接所述负载的输入端，所述各个模块化UPS系统分别使用独立的电池组或共用同一个公用电池组。
各模块化UPS系统包括UPS主机和电池组，所述UPS主机包括一个监控模块、一个静态开关模块、一个以上的功率模块和一个以上的充电模块，所述功率模块包括逆变器和整流器。所述监控模块通过通信线与静态开关模块连接，负责收集并显示静态开关模块和功率模块的数据；静态开关模块有两组动力电输入分别为旁路输入和多个功率模块将市电整流逆变输出并联后输入，静态开关模块进行判断选择功率模块进行输出或旁路输出，静态开关模块还设有通讯线与各个功率模块进行连接，负责收集各功率模块的数据，并将收集到的数据信息整理发送给监控模块进行处理；各功率模块由市电输入，经过内部AC-DC将市电变换为直流电，负责给内部DC-AC变换提供能量，当市电停电后由电池组直流输出为内部DC-AC变换提供能量，最后由内部DC-AC变换将直流电变换成洁净的、无畸变的正弦波输出；各充电模块为市电输入，经过内部AC-DC变换后转换为直流电为电池组充电，各充电模块通过通信线与静态开关模块连接，各充电模块的直流电池端和各功率模块的直流电池端并联后与电池组连接。
在实施例一和实施例二中，图1中的输出开关均为断路器开关；图2和图3中连接直流端与电池组的开关均为断路器或直流隔离开关。
本实用新型是将多个单个模块化UPS系统并联成新的UPS系统，其反应速度快、运行稳定可靠，模块化结构能够实现方便高效的现场在线更换维修，系统的安全性也大幅的提高，即实现了功率模块并联冗余性，又实现了系统的增容和备份功能。

Claims (5)

1.一种并联模块化UPS系统，其特征在于包括两个以上模块化UPS系统，各个模块化UPS系统分别经分开关接负载的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种并联模块化UPS系统，其特征在于各分开关经同一个总开关接所述负载的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种并联模块化UPS系统，其特征在于所述各个模块化UPS系统分别使用独立的电池组或共用同一个公用电池组。
4.根据权利要求3所述的一种并联模块化UPS系统，其特征在于各模块化UPS系统包括UPS主机和电池组，所述UPS主机包括一个监控模块、一个静态开关模块和一个以上的功率模块，所述功率模块包括逆变器、整流器和充电器，所述监控模块通过通信线与静态开关模块连接，负责收集并显示静态开关模块和功率模块的数据；静态开关模块有两组动力电输入分别为旁路输入和多个功率模块将市电整流逆变输出并联后输入，静态开关模块进行判断选择功率模块进行输出或旁路输出，静态开关模块还设有通讯线与各个功率模块进行连接，负责收集各功率模块的数据，并将收集到的数据信息整理发送给监控模块进行处理，各功率模块由市电输入，各功率模块的直流电池端并联后与电池组连接。
5.根据权利要求3所述的一种并联模块化UPS系统，其特征在于各模块化UPS系统包括UPS主机和电池组，所述UPS主机包括一个监控模块、一个静态开关模块、一个以上的功率模块和一个以上的充电模块，所述功率模块包括逆变器和整流器，所述监控模块通过通信线与静态开关模块连接，负责收集并显示静态开关模块和功率模块的数据；静态开关模块有两组动力电输入分别为旁路输入和多个功率模块将市电整流逆变输出并联后输入，静态开关模块进行判断选择功率模块进行输出或旁路输出，静态开关模块还设有通讯线与各个功率模块进行连接，负责收集各功率模块的数据，并将收集到的数据信息整理发送给监控模块进行处理，各功率模块由市电输入，各充电模块为市电输入，各充电模块通过通信线与静态开关模块连接，各充电模块的直流电池端和各功率模块的直流电池端并联后与电池组连接。
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