一种电气设备的功率调节方法技术

本发明专利技术涉及一种电气设备的功率调节方法，其包括如下步骤：根据各电气模块的额定功率分别确定其权重系数；各电气模块采样其输出电流，并将输出电流乘以权重系数后作为权重电流值发送给其他所有电气模块；各电气模块计算根据自身和所收到的权重电流值计算目标电流值，并根据该目标电流值和自身的权重电流值，对其输出电流进行反馈调节。采用上述方法后，各电气模块按照其额定功率的配比进行输出，在各种工况下均能以与自身容量相应的合理输出水平运行，资源利用率高，有利于机组的长期稳定运行；同时，其还具有调节延时低、响应速度快、调节效果好的优势，有利于电气设备的扩容。

【技术实现步骤摘要】
一种电气设备的功率调节方法
本专利技术涉及电气
，更具体来讲，涉及一种电气设备的功率调节方法。
技术介绍
目前的电气设备，如UPS机柜、充电桩、高压直流柜等，往往将电气性质相同的电气模块并联，以形成整体输出功率较大且便于集中控制的模块化电气设备或多机并联型的电气设备。在实际生产和制造时，由于装机容量的需求多样化，出于成本考虑，存在采用不同功率等级的电气模块并联使用的情况。由于现有并联机制下，电气设备内的各电气模块间的功率分配和调节机制均为绝对均衡机制，存在小功率模块与大功率模块的出力相同的现象，往往使得小功率模块运行于超负荷工况而大功率模块则不能达到额定工况，这不仅不利于小功率模块的长期稳定运行，同时也浪费了大功率模块的资源，未能最大化电气设备的效率。不仅如此，即便采用相同功率等级的电气模块并联，在运行初期，也可能出现各模块出力不同的情况，因而其也同样存在功率均衡问题。此外，由于需要对各电气模块进行输出功率(电流)的控制，在控制过程中，主控制器和各电气模块的控制器之间还需要进行多次双向通信交互，通信数据量较大，对于电气设备的扩容非常不利。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种电气设备的功率调节方法，其可实现电气设备内并联的各电气模块均衡出力，且由于其通信数据量小，通信延迟低，因而有利于电气设备的扩容。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电气设备的功率调节方法，所述电气设备包括多个相互并联的电气模块；所述方法首先根据各电气模块的额定功率分别确定其权重系数；其中，各模块的权重系数与其额定功率的乘积相同；随后在每一调节周期均执行如下步骤，以使各模块的输出功率之比等同于其额定功率之比：各电气模块采样其输出电流，并将该输出电流乘以权重系数后作为权重电流值发送给其他所有电气模块；各电气模块根据自身的权重电流值、所收到其他模块的权重电流值及其数目计算目标电流值；其中，所述目标电流值为各权重电流值的平均数；各电气模块根据目标电流值和自身的权重电流值，对其输出电流进行反馈调节。在某一实施例中：所述多个电气模块中至少包括两个额定功率不同的电气模块。在某一实施例中：各电气模块的权重系数为其额定功率的倒数。在某一实施例中：各电气模块通过PI控制算法对其输出电流进行调节。在某一实施例中：各电气模块通过调节其功率开关管的占空比对其输出电流进行调节。在某一实施例中：各电气模块通过CAN协议进行通信。在某一实施例中：各电气模块具有同步的调节周期，且在每一调节周期均同步执行所述采样输出电流，并将该输出电流乘以权重系数后作为权重电流值发送给其他所有电气模块的步骤。在某一实施例中：所述电气设备还包括对时控制器；所述方法还包括：对时控制器间隔预定时间向各电气模块发出对时基准信号；各电气模块收到所述对时基准信号后分别进行对时同步调节，以使各电气模块的调节周期对齐。相较于现有技术，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术实施例的调节方法，各电气模块经调节后，按照其额定功率的配比进行输出，即各模块的输出功率之比等同于其额定功率之比；对于采用了相同功率等级电气模块的电气设备，其各电气模块按相同的出力水平输出；对于包含不同功率等级电气模块的电气设备，经过调节后，小功率模块的输出占据设备总输出的小部分，大功率模块的输出占据设备总输出的大部分，各模块在各种工况下均能以与自身容量相应的合理输出水平运行，资源利用率高，也有利于电气设备的长期稳定运行；(2)本专利技术实施例的调节方法，根据模块额定功率的倒数来确定权重系数，随后将其作为目标值和反馈值中的一部分参与到调节过程中，相当于在每次调节过程中，均引入权重系数对目标值和反馈值向统一化的方向修正；因此，可将电气设备的功率控制过程，视作对若干个具有相同功率等级的模块的控制并达到当量均流的效果，从而将对不同功率等级模块的功率分配问题转化为对相同功率等级模块的功率均衡问题，控制器内部的具体算法可采用现有算法，无需对其加以改进或进行复杂地适配；(3)本专利技术实施例的调节方法，为无主从式调节，不存在主控制器，而是由各电气模块内部的控制器完成自身输出功率的调节，除在计算目标电流值时需采集其他电气模块的数据，其他过程均在各电气模块内部的控制器中进行，无需向主控制器上报数据，也无需接收主控制器下发的数据，因此其通信延迟低，响应速度快，控制效果好；(4)本专利技术实施例的调节方法，为无主从式调节，单一电气模块仅向其他模块发送其权重电流值，各模块接收其他模块的权重电流值，仅用于计算当次调节的目标值，其他过程均在各电气模块内部的控制器中进行，因而各模块间的通信数据量小，有利于在电气设备内并联较多电气模块，以对其进行扩容。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1的调节方法所基于的模块化UPS中，某台UPS模块依照该调节方法的控制回路示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本专利技术实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区组别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本专利技术的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。以下以多个功率模块并联的模块化UPS为例来介绍本专利技术的方法。但应当理解的是，本专利技术的方法所适用的电气设备应作广义理解，其不应被下述实施例所提及的UPS这一具体电气设备所限制，而是可扩展到其他任何能够进行功率输出的电气设备。此外，本专利技术所述的电气设备由多个电气模块并联构成，所述的电气模块也应做广义理解，即不应将其限制性地理解为某一模块化电气柜内的子模块，从而使得本专利技术所述的电气设备被限制性地理解为必须构成模块化电气柜的形式。因而，即便未构成所述模块化电气柜形式的电气设备，只要是采用了电气性质相同(如功能相同)的子设备并机运行，其内的子设备便可以构成本专利技术所述的电气模块，该设备也即构成本专利技术所述的电气设备。实施例1目前，由于单台UPS的供电可靠性和单体容量受到较大限制，往往采用多台UPS并机以组成模块化UPS机组。将多台UPS模块并联在一起作为一个整体，形成UPS并联系统，不仅具有冗余特性，可在单台UPS出现故障时使其退出并联系统以对其维修，还能突破技术限制，形成一套容量较大的供电系统，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气设备的功率调节方法，其特征在于：所述电气设备包括多个相互并联的电气模块；/n所述方法首先根据各电气模块的额定功率分别确定其权重系数；其中，各模块的权重系数与其额定功率的乘积相同；/n随后在每一调节周期均执行如下步骤，以使各模块的输出功率之比等同于其额定功率之比：/n各电气模块采样其输出电流，并将该输出电流乘以权重系数后作为权重电流值发送给其他所有电气模块；/n各电气模块根据自身的权重电流值、所收到其他模块的权重电流值及其数目计算目标电流值；其中，所述目标电流值为各权重电流值的平均数；/n各电气模块根据目标电流值和自身的权重电流值，对其输出电流进行反馈调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种电气设备的功率调节方法，其特征在于：所述电气设备包括多个相互并联的电气模块；
所述方法首先根据各电气模块的额定功率分别确定其权重系数；其中，各模块的权重系数与其额定功率的乘积相同；
随后在每一调节周期均执行如下步骤，以使各模块的输出功率之比等同于其额定功率之比：
各电气模块采样其输出电流，并将该输出电流乘以权重系数后作为权重电流值发送给其他所有电气模块；
各电气模块根据自身的权重电流值、所收到其他模块的权重电流值及其数目计算目标电流值；其中，所述目标电流值为各权重电流值的平均数；
各电气模块根据目标电流值和自身的权重电流值，对其输出电流进行反馈调节。


2.如权利要求1所述的功率调节方法，其特征在于：所述多个电气模块中至少包括两个额定功率不同的电气模块。


3.如权利要求1所述的功率调节方法，其特征在于：各电气模块的权重系数为其额定功率的倒数。

【专利技术属性】
技术研发人员：卢雄伟，苏宁焕，陈威龙，许永志，
申请(专利权)人：科华恒盛股份有限公司，漳州科华技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：福建;35