一种电池共用UPS系统及供电方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电池共用UPS系统，应用于N+X并联冗余或者双母线的配置系统，包括若干台UPS主机，与每台UPS主机连接的电压转换单元，一组/多组电池组连接；所述电压转换单元包括整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块、静态开关STS和旁路开关；UPS主机一路通过旁路开关与静态开关STS的一个输入端连接，另一路依次经过整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块与静态开关STS连接，与每台UPS主机连接的整流AC/DC模块共连后与电池组连接。节省购买电池的资金投资，节省安装空间投资，节省承重方面的投资，因为电池数量减少，也节省运营成本。

A battery shared UPS system and power supply method

The invention discloses a battery-shared UPS system for N+X parallel redundant or dual bus configuration system, which comprises several UPS hosts, a voltage conversion unit connected with each UPS host and a group/multiple battery packs; the voltage conversion unit comprises a rectifier AC/DC module, a inverter DC/AC module, a static switch STS and a static switch STS. The UPS mainframe is connected with one input end of the static switch STS through the bypass switch, and the other is connected with the static switch STS through the rectifier AC/DC module, the inverter DC/AC module in turn, and the rectifier AC/DC module connected with each UPS mainframe is connected with the battery pack. Save money to buy batteries, save installation space, save weight-bearing investment, because the number of batteries reduced, but also save operating costs.

【技术实现步骤摘要】
一种电池共用UPS系统及供电方法
本专利技术涉及电池供电
，尤其是一种两台或者多台UPS主机同时利用一组或者多组电池组的UPS系统和供电方法。
技术介绍
为了提高机房供电的可靠性，现在很多机房采用并联冗余或双母线的UPS方案，随着主机数量的增多，挂在主机上面的电池数量也跟着成比例的增加，电池的增加造成投资成倍增加。在N+X并联冗余或者双母线的配置系统中，UPS主机设计是冗余的，如：2+1并联系统中，冗余量占总容量的33％，1+1并联系统中，冗余量占总容量的50％，在双母线系统中冗余量至少占总容量的50％。按照常规的设计方法，每台UPS主机需配带各自的电池组。如果UPS主机故障，尽管电池没有故障，也是不能用的，UPS主机做冗余设计电池组也要做冗余设计，只有这样才能使系统后备时间不受影响，达到真正冗余的效果。每台UPS主机都要单独配置自己的电池组，UPS主机冗余，电池也要跟着冗余，如果UPS主机故障，尽管电池没有故障，整个后备系统也是不能用的，对楼板的承重，对空间的要求都很严苛，还增加了投资。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电池共用UPS系统及供电方法，。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术第一专利技术提供了一种电池共用UPS系统，应用于N+X并联冗余或者双母线的配置系统，包括若干台UPS主机，与每台UPS主机连接的电压转换单元，一组/多组电池组连接；所述电压转换单元包括整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块、静态开关STS和旁路开关；UPS主机一路通过旁路开关与静态开关STS的一个输入端连接，另一路依次经过整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块与静态开关STS连接，与每台UPS主机连接的整流AC/DC模块共连后与电池组连接。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，UPS主机通过充电器与电池组连接，电池组通过DC/DC变换器与共接后的AC/DC整流器连接。结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，系统包含的UPS主机一台被设置为主系统主机，其余被设置为从系统主机，主系统主机监测全部UPS主机的输出电压，通过均流芯片实现输出电流均流。结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述逆变DC/AC模块与UPS主机的直流母排之间设置有保险丝。结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述电池组跟UPS主机的直流母排之间设置有电磁接触器和保险丝。本专利技术第二方面提供了一种电池共用UPS系统供电方法，市电正常时，UPS主机同时为电池组充电；市电异常或者中断时，各台UPS主机同时利用电池组的能量逆变成交流电供给负载；市电恢复供电后，如果电池组电压低于均充电压点，各台UPS主机同时启动均充，若电池组电压到达浮充电压点时，各台UPS主机同时进入浮充模式。结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，在运行过程中，如果与UPS主机连接的逆变DC/AC模块故障，故障机发出告警信号，故障UPS主机锁闭输出，负载由另外的UPS主机承担；对于串联或者双母线系统，故障UPS主机会直接转到旁路工作状态，继续给负载供电。
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术提出了两台或者多台UPS主机同时利用一组或者多组电池的解决方案。在市电正常时，各个UPS主机同时给电池组充电，市电异常或者中断时，各个UPS主机又同时利用电池组的能量逆变成交流电供给负载。节省购买电池的资金投资，节省安装空间投资，节省承重方面的投资，因为电池数量减少，也节省运营成本。附图说明图1是本专利技术电池共用UPS系统连接示意图；图2是本专利技术UPS主机与电池组连接原理图。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。如图1和图2所示，电池共用UPS系统，应用于N+X并联冗余或者双母线的配置系统，包括若干台UPS主机，与每台UPS主机连接的电压转换单元，一组/多组电池组连接；电压转换单元包括整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块、静态开关STS和旁路开关；UPS主机一路通过旁路开关与静态开关STS的一个输入端连接，另一路依次经过整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块与静态开关STS连接，与每台UPS主机连接的整流AC/DC模块共连后与电池组连接。UPS主机通过充电器与电池组连接，电池组通过DC/DC变换器与共接后的AC/DC整流器连接。将各个UPS主机的直流母排直接相连，各整流器的SCR开度受统一驱动信号的控制，各整流器的输出电压是一致的，整流器并联后还可以相互抵消一些低次谐波，使直流电压纹波更小，直流电压更加稳定。系统设计有自动均流功能，保证每台UPS的三相输入电流一致，调控各并联UPS的整流器之间的电流，电流大的UPS就会限流保护，以提高整个系统的安全性。SCR为可控硅整流器(SiliconControlledRectifier)的简称，由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极，阳极A，阴极K，控制极G，其通断状态由控制极G决定。在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。系统包含的UPS主机一台被设置为主系统主机，其余被设置为从系统主机，主系统主机监测全部UPS主机的输出电压，通过均流芯片实现输出电流均流。各个系统的均流通过输出电压来调节的，根据均流芯片的特性，在各个主机系统输出电压一致的情况下，输出电流是均流的。各个主机系统内部有均流芯片，其中一台为主系统，其他的为从系统，均服从主系统的控制，可以通过软件来设置那台主机为主系统，此主机实时监测每台输出的电压，若某台主机系统输出电压较高时，提高此系统的输出电流来调节输出电压与其他系统一致，从而达到均流的目的。逆变DC/AC模块与UPS主机的直流母排之间设置有保险丝。电池组跟UPS主机的直流母排之间设置有电磁接触器和保险丝。一种电池共用UPS系统供电方法，市电正常时，UPS主机同时为电池组充电；市电异常或者中断时，各台UPS主机同时利用电池组的能量逆变成交流电供给负载；市电恢复供电后，如果电池组电压低于均充电压点，各台UPS主机同时启动均充，若电池组电压到达浮充电压点(一般为13.5V左右)时，各台UPS主机同时进入浮充模式。在运行过程中，如果与UPS主机连接的逆变DC/AC模块故障，故障机发出告警信号，故障UPS主机锁闭输出，负载由另外的UPS主机承担；对于串联或者双母线系统，故障UPS主机会直接转到旁路工作状态，继续给负载供电。主机系统内部设计有控制线路，实时监测各个系统的运行状态，如果逆变器损坏，甚至短路，则故障机逆变器跟直流母排之间相连的保险丝会迅速熔断，不让单个故障点影响整个系统。系统接有电池管理系统BMS，可检测电池的内阻、温度、电流等参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池共用UPS系统，应用于N+X并联冗余或者双母线的配置系统，其特征是，包括若干台UPS主机，与每台UPS主机连接的电压转换单元，一组/多组电池组连接；所述电压转换单元包括整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块、静态开关STS和旁路开关；UPS主机一路通过旁路开关与静态开关STS的一个输入端连接，另一路依次经过整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块与静态开关STS连接，与每台UPS主机连接的整流AC/DC模块共连后与电池组连接。

【技术特征摘要】
1.一种电池共用UPS系统，应用于N+X并联冗余或者双母线的配置系统，其特征是，包括若干台UPS主机，与每台UPS主机连接的电压转换单元，一组/多组电池组连接；所述电压转换单元包括整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块、静态开关STS和旁路开关；UPS主机一路通过旁路开关与静态开关STS的一个输入端连接，另一路依次经过整流AC/DC模块、逆变DC/AC模块与静态开关STS连接，与每台UPS主机连接的整流AC/DC模块共连后与电池组连接。2.如权利要求1所述的电池共用UPS系统，其特征是，UPS主机通过充电器与电池组连接，电池组通过DC/DC变换器与共接后的AC/DC整流器连接。3.如权利要求1所述的电池共用UPS系统，其特征是，系统包含的UPS主机一台被设置为主系统主机，其余被设置为从系统主机，主系统主机监测全部UPS主机的输出电压，通过均流芯片实现输出电流均流。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖波，李松磊，张洪镇，
申请(专利权)人：郑州云海信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41