分布式电源系统和方法技术方案

本发明专利技术揭示一种分布式电源系统，分布式电源系统包括多个电源模块和控制器。多个电源模块相并联以提供电能给负载。控制器被配置为提供电源模块总数Ntotal和不同的电源模块编号Nunique给每个电源模块。其中，至少一个电源模块被设置为至少根据电源模块总数Ntotal和各自的电源模块编号Nunique以独立决定对应的电源模块工作于供能状态或阻断状态，其中，电源模块的供能状态由与各自的电源模块编号Nunique有关的供能阈值ONthreshold来决定。本发明专利技术还揭示一种分布式电源系统控制方法和一种分布式能量系统。分布式电源系统控制方法简化并实现了电源模块与负载之间的电能匹配。

【技术实现步骤摘要】
分布式电源系统和方法
本专利技术涉及分布式电源系统，尤其涉及一种实现多个电源模块与负载之间功率匹配的方法。
技术介绍
分布式电源系统与传统电源相比具有体积小、重量轻等优点，因此，分布式电源系统广泛应用于电源系统中。然而，由于受到功率器件电压、电流的限制，在大功率电源系统中往往采用多个电源模块并联的方式以提高功率等级。分布式电源系统通常采用并联均流方式以使每个电源模块可提供相等的电流给负载。为了充分利用各个电源模块并延长各个电源模块的使用寿命，需要实现电源模块与负载之间的功率匹配。匹配过程可通过根据负载的需要选择合理数目的电源模块工作于供能状态来实现。在匹配过程中，当每个电源模块频繁的在供能状态和阻断状态之间切换时会产生振荡现象，即当负载变化剧烈时，电源模块处于频繁的切换过程从而造成不稳定的振荡现象。振荡的产生将影响分布式电源系统的性能。因此，根据负载的变化选择合理数目的电源模块以防止振荡产生是关键问题。同时，如何简化控制方法以实现多个电源模块之间的协调控制，以保证每个电源模块都工作在高效负载供电区成为亟待解决的问题。因此，有必要提供一种改进的系统和方法来解决上述技术问题。
技术实现思路
鉴于上面提及的技术问题，本专利技术的一个方面在于提供一种分布式电源系统，其中，该分布式电源系统包括多个电源模块和控制器。该多个电源模块相并联以提供电能给负载。该控制器被配置为提供电源模块总数Ntotal和不同的电源模块编号Nunique给每个电源模块。其中，至少一个电源模块被设置为至少根据该电源模块总数Ntotal和各自的电源模块编号Nunique以独立决定对应的电源模块工作于供能状态或阻断状态，其中，电源模块的供能状态由与各自的电源模块编号Nunique有关的供能阈值ONthreshold来决定。如上所述的分布式电源系统，其中，至少一个电源模块被设置为保持供能状态，以及其余电源模块被设置为根据与该负载相关的均流信号Ishare与各自的供能阈值ONthreshold和阻断阈值OFFthreshold分别进行比较的结果以分别独立决定对应的电源模块工作于供能状态或阻断状态。如上所述的分布式电源系统，其中，每个电源模块包括子控制器，其中一个电源模块的子控制器用作该控制器，该控制器被编程设置以分别提供该电源模块总数Ntotal和不同的供能阈值ONthreshold给对应电源模块的子控制器。如上所述的分布式电源系统，其中，该供能阈值ONthreshold分布在电源模块的40%到65%的负载供电效率区。如上所述的分布式电源系统，其中，不同的电源模块编号Nunique随机分配给不同的电源模块。如上所述的分布式电源系统，其中，如果均流信号Ishare小于阻断阈值OFFthreshold，并且当该均流信号Ishare小于阻断阈值OFFthreshold的持续时间超过阻断延迟时间OFFdelay后，对应的电源模块被控制为工作于阻断状态。如上所述的分布式电源系统，其中，如果均流信号Ishare大于供能阈值ONthreshold，并且当该均流信号Ishare大于阻断阈值OFFthreshold的持续时间超过供能延迟时间ONdelay后，对应的电源模块被控制为工作于供能状态。本专利技术的另一方面在于提供一种分布式电源系统控制方法，其中，该方法至少包括如下步骤：通过一个控制器提供电源模块总数Ntotal和不同的电源模块编号Nunique给每个电源模块的子控制器。至少一个电源模块被设置为至少根据该电源模块总数Ntotal和各自的电源模块编号Nunique以独立决定对应的电源模块工作于供能状态或阻断状态。以及由与各自电源模块编号有关的供能阈值ONthreshold来决定电源模块的供能状态。本专利技术的再一方面在于提供一种分布式能量系统，其中，该分布式能量系统包括多个能量模块和控制器。该多个能量模块相并联以提供能量给负载。以及该控制器被配置为提供能量模块总数Ntotal和不同的能量模块编号Nunique给每个能量模块。其中：至少一个能量模块被设置为保持供能状态，其余能量模块被设置为根据该能量模块总数Ntotal，各自的能量模块编号Nunique和该负载相关的均流信号Ishare以分别独立决定对应的能量模块工作于供能状态或阻断状态。以及将Ishare与各自的供能阈值ONthreshold和阻断阈值OFFthreshold分别进行比较以分别独立决定对应的电源模块工作于供能状态或阻断状态，其中供能阈值ONthreshold和阻断阈值OFFthreshold与各自的能量模块编号Nunique有关。如上所述的分布式能量系统，其中，在独立决定供能状态和阻断状态的一个能量模块中，对应的阻断阈值OFFthreshold和供能阈值ONthreshold之间存在一个滞后值。本专利技术提供的分布式电源系统以及分布式电源系统控制方法与传统的方法相比，可实现电源模块与负载之间的功率匹配且保证开启或关闭每个电源模块时不出现不稳定的振荡现象。同时，由子控制器独立决定对应电源模块是否提供电能，简化了主控制器的繁琐处理过程，实现多个电源模块之间的协调控制，以保证每个电源模块都工作在高效负载供电区。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施方式进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1所示为分布式能量系统的一种实施方式模块图。图2所示为例举如图1所示分布式能量系统的一种分布式电源系统实施方式模块图。图3所示为例举如图1所示分布式能量系统的一种分布式电源系统的另一种实施方式模块图。图4所示为电源模块的负载供电效率曲线示意图。图5所示为当如图2或图3所示的电源模块从阻断状态切换到供能状态的曲线示意图。图6所示为当如图2或图3所示的电源模块从供能状态切换到阻断状态的曲线示意图。图7所示为控制分布式电源系统的初始化方法流程图。以及图8所示为控制分布式电源系统的运行方法流程图。具体实施方式以下将描述本专利技术的一个或者多个具体实施方式。首先要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，或者为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本专利技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的
技术实现思路
的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本专利技术公开的内容不充分。除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“或”包括所列举的项目中的任意一者或者全部。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式电源系统，其特征在于：该分布式电源系统包括多个电源模块和控制器；该多个电源模块相并联以提供电能给负载；该控制器被配置为提供电源模块总数Ntotal和不同的电源模块编号Nunique给每个电源模块；其中，至少一个电源模块被设置为至少根据该电源模块总数Ntotal和各自的电源模块编号Nunique以独立决定对应的电源模块工作于供能状态或阻断状态，其中，电源模块的供能状态由与各自的电源模块编号Nunique有关的供能阈值ONthreshold来决定。

【技术特征摘要】
1.一种分布式电源系统，其特征在于：该分布式电源系统包括控制器和多个电源模块；该多个电源模块相并联以提供电能给负载；该控制器被配置为提供电源模块总数Ntotal和不同的电源模块编号Nunique给每个电源模块；其中，至少一个电源模块被设置为至少根据该电源模块总数Ntotal和各自的电源模块编号Nunique以独立决定对应的电源模块工作于供能状态或阻断状态，其中，电源模块的供能状态由与各自的电源模块编号Nunique有关的供能阈值ONthreshold来决定，其中，至少一个电源模块被设置为保持供能状态；以及其余电源模块被设置为根据与该负载相关的均流信号Ishare与各自的供能阈值ONthreshold和阻断阈值OFFthreshold分别进行比较的结果以分别独立决定对应的电源模块工作于供能状态或阻断状态，其中，如果均流信号Ishare小于阻断阈值OFFthreshold，并且当该均流信号Ishare小于阻断阈值OFFthreshold的持续时间超过阻断延迟时间OFFdelay后，对应的电源模块被控制为工作于阻断状态，且如果均流信号Ishare大于供能阈值ONthreshold，并且当该均流信号Ishare大于阻断阈值OFFthreshold的持续时间超过供能延迟时间ONdelay后，对应的电源模块被控制为工作于供能状态。2.如权利要求1所述的分布式电源系统，其中，每个电源模块包括子控制器，其中一个电源模块的子控制器用作该控制器，该控制器被编程设置以分别提供该电源模块总数Ntotal和不同的供能阈值ONthreshold给对应电源模块的子控制器。3.如权利要求1所述的分布式电源系统，其中，该供能阈值ONthreshold分布在电源模块的40％到65％的负载供电效率区。4.如权利要求1所述的分布式电源系统，其中，不同的电源模块编号Nunique随机分配给不同的电源模块。5.一种分布式电源系统控制方法，其特征在于，该方法至少包括如下步骤：通过一个控制器提供电源模块总数Ntotal和不同的电源模块编号Nunique给每个电源模块的子控制器；至少一个电源模块设置为至少根据该电源模块总数Ntotal和各自的电源模块编号Nunique以独立决定对应的电源模块工作于供能状态或阻断状态；以及由与各自电源模块编号有关的供能阈值ONthreshold来决定电源模块的供...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克A约翰逊，傅铭，张娟，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US