控制不间断电源系统以优化元件寿命的方法技术方案

一种控制不间断电源系统以增加元件寿命的方法包括：当不间断电源系统正在经受的温度增加时，降低不间断电源系统的最大输出功率限制，以及当该温度减小时，增加最大输出功率限制。在一方面中，该温度是不间断电源系统的至少整流器和逆变器所位于的不间断电源系统的设备外壳的环境温度。在一方面中，该方法还包括在系统进入过载条件时，基于该温度、过载条件和初始负载条件来确定过载时间限制。在一方面中，该方法还包括在系统进入备用电力模式时，基于该温度来确定电池后备时间。

Method of controlling uninterruptible power system to optimize component life

A method of controlling uninterruptible power supply system to increase the life of components includes: when the temperature of the UPS is going to increase, the maximum output power limit of the ups will be reduced, and the maximum output power limit will be increased when the temperature is reduced. In one aspect, the temperature is the ambient temperature of the uninterruptible power system's device housing of the uninterrupted power system located at at least the rectifier and inverter. In one aspect, the method also includes determining overload time limits based on the temperature, overload conditions and initial load conditions when the system enters overload conditions. In one aspect, the method also includes determining the battery back-up time when the system enters the standby power mode, based on the temperature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制不间断电源系统以优化元件寿命的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年3月30日提交的第14/672,532号美国专利技术申请的优先权。上述申请的全部公开内容通过在本公开内容中引用而被并入本文。
本公开内容涉及不间断电源的控制。
技术介绍
本部分提供与本公开内容有关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。在典型的数据中心环境下，在主电源出现故障时，不间断电源系统(UPS系统)向负载提供应急电力，以保护硬件例如计算机、服务器或者可能导致严重业务中断或数据丢失的其他电子设备。UPS系统通过提供足以启动备用电源或正确关闭受保护设备的能量来对电力中断提供近乎即时的保护。图1是典型的现有技术UPS系统100的简化示意图。UPS系统100的基本元件为整流器102、逆变器104、DC电源例如电池106、控制器108和静态转换开关110。电池106可以通过升压电路107耦接至逆变器104的输入端105，电池106还耦接至整流器102的输出端103。整流器102的输入端114通过隔离开关116耦接至通常是从公共设施馈送的AC电力的初级电源115。静态转换开关110的输入端118通过隔离开关120耦接至通常是从公共设施馈送的AC电力的次级电源122，以及静态转换开关110的输出端124耦接至逆变器104的输出端126。逆变器104的输出端126通过隔离开关128耦接至UPS系统100的输出端112。UPS系统100的输出端112通过手动旁路开关130耦接至次级电源122。应当理解，初级电源115和次级电源122可以是不同的电源或者是例如由同一公共设施馈送的相同的电源，其耦接至隔离开关116和隔离开关120二者。静态转换开关110用于将与UPS系统100的输出端112相连接的负载134切换至次级电源122。保险丝用于保护负载134并且串联地耦接在负载134和UPS系统100的输出端112之间。在这方面，当静态转换开关110闭合时，负载连接至次级电源122，以及当静态转换开关断开时，负载从次级电源122断开(除非手动旁路开关130闭合)。控制器108控制UPS系统100，包括：通过改变逆变器104中开关器件的占空比来控制逆变器104，使得逆变器104提供期望的输出电压。控制器108还控制静态转换开关110，以使得静态转换开关在闭合和断开之间切换。控制器108可以是以下电路或器件、以下电路或器件的一部分或包括以下电路或器件：专用电路(ASIC)；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；和/或处理器例如数字信号处理器(DSP)、微控制器等。应当理解，控制器108可以包括前述中的一个或一个以上例如基于DSP的数字控制器，该数字控制器通过生成适当的开关信号以对诸如IGBT和晶闸管之类的功率半导体进行切换来控制UPS系统100的每个功能块。整流器102可以是具有三个全整流支路的三相整流器(并且示例性地使用功率开关器件例如IGBT)，每个相对应一个全整流支路，以及逆变器104可以是具有三个逆变器支路的三相逆变器，每个相对应一个逆变器支路。逆变器104也示例性地使用功率开关器件例如IGBT。整流器102和逆变器104被配置在双变换路径中，因此UPS系统100是双变换UPS系统。静态转换开关110通常使用功率半导体开关器件来实现。用于实现静态转换开关的一类功率半导体开关器件是晶闸管，这是因为晶闸管是非常鲁棒的器件、相对便宜并且具有低损耗。通常，使用晶闸管实现的静态转换开关针对每个相具有一对反向连接的晶闸管132。亦即，如果UPS系统100是三相系统，则静态转换开关110将会具有三对反向连接的晶闸管132，每个相对应一对晶闸管。应当理解，每个晶闸管132可以包括多个并联连接的晶闸管132以提供必要的电力处理能力。
技术实现思路
本部分提供对本公开内容的一般概述，而非对本公开内容的全部范围或本公开内容的所有特征的全面公开。根据本公开内容的一方面，基于不间断电源系统所经受的至少一个温度来动态地设置不间断电源系统的最大可用输出功率限制。亦即，使用该温度作为控制参数来设置最大可用输出功率限制。通过动态地设置，意味着当被用作控制参数的温度变化时，最大可用输出功率限制相应地改变。更具体地，随着温度的增加，最大可用电力输出限制降低。随着温度的降低，最大功率输出限制升高。根据一方面，一种使用不间断电源系统的控制器来控制不间断电源系统的方法包括：当不间断电源系统所经受的至少一个温度增加时，降低不间断电源系统的最大输出功率限制，以及当该温度下降时，增加最大输出功率限制。使用温度传感器定期感测该温度并通过控制器接收所感测的温度，然后控制器调整最大输出功率限制。在一方面中，使用控制器来更新最大功率输出限制包括：使用控制器以从较高至较低的排序设置最大功率输出限制，其中，温度越高，最大功率输出限制越低。在一方面中，以从较高至较低的排序设置最大功率输出包括：将最大功率输出设置成与温度的值相关联的值的范围内的值，其中，随着温度的增加，最大功率输出限制的关联值减小。在一方面中，温度是不间断电源系统所位于的区域的环境温度。在一方面中，使用控制器来更新不间断电源的最大功率输出限制包括：使用控制器以从较高至较低的排序设置最大功率输出限制，其中，环境温度越高，最大功率输出限制越小。在一方面中，以从较高至较低的排序设置最大功率输出包括：将最大功率输出设置成与环境温度的值相关联的值的范围内的值，其中，随着环境温度的值从较低向较高发展，最大功率输出限制的关联值从较高向较低发展。在一方面中，方法还包括或可替选地包括：在不间断电源系统进入过载条件时，基于温度、不间断电源系统所处的过载条件以及初始负载条件来确定过载时间限制，初始负载条件是不间断电源系统在紧接在不间断电源系统进入过载条件之前所经受的负载条件；以及当超过所确定的过载时间限制时，使用控制器来控制不间断电源系统以关闭不间断电源系统的逆变器。在一方面中，方法还包括或可替选地包括：在不间断电源系统进入使用不间断电源系统的电池向不间断电源系统的逆变器供给DC电力的备用电力模式时，基于温度来确定电池后备时间(batteryautonomy)以及当超过所确定的电池后备时间时使用控制器来控制不间断电源系统以关闭逆变器。根据本文中提供的描述，其他应用领域将变得明显。本概述中的描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而非旨在限制本公开内容的范围。附图说明在本文中描述的附图仅用于对所选择的实施方式而非全部可能的实现方式进行说明的目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。图1是现有技术UPS系统的简化示意图；图2是根据本公开内容的一方面的包括基于UPS系统正在经受的环境温度来定期确定最大输出功率限制的用于控制UPS系统的软件程序的流程图；图3是根据本公开内容的一方面的UPS系统的简化示意图；以及图4是示出了根据本公开内容的一方面的在各个环境温度下的最大输出功率限制的查找表；图5是根据本公开内容的一方面的包括基于UPS系统所经受的环境温度、UPS系统正在经受的过载条件和初始负载条件来确定过载时间限制的用于控制UPS系统的软件程序的流程图；图6A和图6B是示出了根据本公开内容的一方面的在各个环境温度下的过载时间限制的图表；图7是根据本公开内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用不间断电源系统的控制器来控制所述不间断电源系统以提高元件寿命的方法，包括：使用温度传感器定期感测所述不间断电源系统正在经受的温度以及使用所述控制器从所述温度传感器接收所感测的温度；在所述控制器接收到每个定期感测的温度之后，使用所述控制器基于由所述控制器最近接收到的所感测的温度来更新所述不间断电源系统的最大功率输出限制，其中，如果所感测的温度增加，则降低所述最大输出功率限制，以及如果所感测的温度减小，则增加所述最大功率输出；以及然后使用所述控制器来控制所述不间断电源系统使得所述不间断电源系统的最大功率输出不超过经更新的最大功率输出限制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 US 14/672,5321.一种使用不间断电源系统的控制器来控制所述不间断电源系统以提高元件寿命的方法，包括：使用温度传感器定期感测所述不间断电源系统正在经受的温度以及使用所述控制器从所述温度传感器接收所感测的温度；在所述控制器接收到每个定期感测的温度之后，使用所述控制器基于由所述控制器最近接收到的所感测的温度来更新所述不间断电源系统的最大功率输出限制，其中，如果所感测的温度增加，则降低所述最大输出功率限制，以及如果所感测的温度减小，则增加所述最大功率输出；以及然后使用所述控制器来控制所述不间断电源系统使得所述不间断电源系统的最大功率输出不超过经更新的最大功率输出限制。2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述控制器来更新所述最大功率输出限制包括：使用所述控制器将所述最大功率输出限制设置成与所述温度的值相关联的值的范围内的值，其中，随着所述温度的值从较低向较高发展，所述最大功率输出限制的关联值从较高向较低发展。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述温度是所述不间断电源系统的至少整流器和逆变器所位于的设备外壳中的环境温度。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述不间断电源系统进入过载条件时，基于所述温度、所述不间断电源系统所处的过载条件以及初始负载条件来确定过载时间限制，所述初始负载条件是所述不间断电源系统在紧接在所述不间断电源系统进入过载条件之前所经受的负载条件；以及在超过所确定的过载时间限制时，使用所述控制器来控制所述不间断电源系统以关闭所述不间断电源系统的逆变器。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：在所述不间断电源系...

【专利技术属性】
技术研发人员：马泰奥·特里卡里科，恩里科·圭多蒂，皮埃尔·乌戈·科斯塔，安德烈亚·佩特诺，
申请(专利权)人：威尔蒂夫有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT