一种不间断电源系统以及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种不间断电源系统及其控制方法。所述不间断电源系统包括：AC/DC转换器、至少两个蓄电池供电模块，以及控制模块；所述AD/DC转换器的输入端接收交流电压、输出端连接第一直流母线并输出恒定输出电压为负载供电；所述蓄电池供电模块的第一端连接所述第一直流母线、第二端连接第二直流母线；每个所述蓄电池供电模块包括串联的蓄电池组、DC/DC转换器和断路器；所述控制模块通信连接每个所述蓄电池供电模块以控制其在交流电压失效时为所述负载供电。本发明专利技术能够简单有效提高电路效率并且能够降低蓄电池使用门槛。率并且能够降低蓄电池使用门槛。率并且能够降低蓄电池使用门槛。

【技术实现步骤摘要】
一种不间断电源系统以及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电源领域，更具体地说，涉及一种不间断电源系统以及其控制方法。

技术介绍

[0002]对于传统的不间断电源系统，例如通信电源系统，AC/DC整流器、蓄电池、直流负载并联接入在同一直流母线上。交流电源正常时，AC/DC整流器带载直流负载，并通过直流母线对蓄电池进行充电。当交流电源失效时，蓄电池通过直流母线带载直流负载运行。由于蓄电池放电的过程中，电压逐步降低至设置的保护定值时，保护装置会切断蓄电池供电。因此，通信电源系统的直流母线电压通常设置为一个较宽的电压范围，例如43.2V
‑
57.6V直流母线电压范围，以满足蓄电池放电及充电过程的电压变化，因此AC/DC整流器的输出电压范围也要设置为同样的较宽的电压范围。
[0003]目前传统的方案有以下几个缺点：
[0004]1、由于蓄电池充放电的电压需要，AC/DC整流器必须设计为直流宽量程输出，增加了电路复杂性及成本，降低了AC/DC转换效率。
[0005]2、由于所有蓄电池均接在同一条直流母线上，同时进行充放电，因此对蓄电池的要求较高，不能使用不同类型、不同放电深度的蓄电池，并且不能对蓄电池进行分组管理，不满足蓄电池的梯次利用。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够简单有效提高电路效率并且能够降低蓄电池使用门槛的不间断电源系统以及其控制方法。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种不间断电源系统，包括：AC/DC转换器、至少两个蓄电池供电模块，以及控制模块；所述AD/DC转换器的输入端接收交流电压、输出端连接第一直流母线并输出恒定输出电压为负载供电；所述蓄电池供电模块的第一端连接所述第一直流母线、第二端连接第二直流母线；每个所述蓄电池供电模块包括串联的蓄电池组、DC/DC转换器和断路器；所述控制模块通信连接每个所述蓄电池供电模块以控制其在交流电压失效时为所述负载供电。
[0008]在本专利技术所述的不间断电源系统中，所述控制模块进一步包括：
[0009]采样单元，用于在所述蓄电池供电模块的所述蓄电池组不同时且由所述蓄电池组向所述负载供电时，采样每个所述蓄电池组的剩余电量；
[0010]优先级单元，用于根据所述剩余电量得到每个蓄电池组对于所述负载的供电优先级别；
[0011]配比单元，用于根据所述负载的实际功率需求，按照所述供电优先级别从高到低的顺序对每个蓄电池组的输出功率进行配比计算；
[0012]控制单元，用于根据配比计算结果控制每个蓄电池组的所述输出功率。
[0013]在本专利技术所述的不间断电源系统中，供电优先级别越高的蓄电池组的输出功率占
所述实际功率需求的配比越大。
[0014]在本专利技术所述的不间断电源系统中，所述断路器为固态断路器，所述恒定输出电压为58V，所述不间断电源系统为通信电源系统。
[0015]本专利技术解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种不间断电源系统的控制方法，所述不间断电源系统包括AC/DC转换器、至少两个蓄电池供电模块，以及控制模块；所述AD/DC转换器的输入端接收交流电压、输出端连接第一直流母线；所述蓄电池供电模块的第一端连接所述第一直流母线、第二端连接第二直流母线；所述控制模块通信连接每个所述蓄电池供电模块；每个所述蓄电池供电模块包括串联的蓄电池组、DC/DC转换器和断路器；
[0016]所述不间断电源系统的控制方法包括：
[0017]S1、检测交流电压是否正常，如果是执行步骤S2，否则执行步骤S3；
[0018]S2、控制所述AC/DC转换器输出恒定输出电压以为负载供电；
[0019]S3、控制每个所述蓄电池供电模块为所述负载供电。
[0020]在本专利技术所述的不间断电源系统的控制方法中，所述步骤S3进一步包括：
[0021]S31、采样每个所述蓄电池组的剩余电量；
[0022]S32、根据所述剩余电量得到每个蓄电池组对于所述负载的供电优先级别；
[0023]S33、根据所述负载的实际功率需求，按照所述供电优先级别从高到低的顺序对每个蓄电池组的输出功率进行配比计算；
[0024]S34、根据配比计算结果控制每个蓄电池组的所述输出功率。
[0025]在本专利技术所述的不间断电源系统的控制方法中，供电优先级别越高的蓄电池组的输出功率占所述实际功率需求的配比越大。
[0026]在本专利技术所述的不间断电源系统的控制方法中，基于以下步骤选择所述断路器的类型：
[0027]SA、基于每个蓄电池供电模块的器件参数计算其短路电流；
[0028]SB、基于所述短路电流查询断路器的脱落曲线以获得所述断路器的脱扣时间；
[0029]SC、根据所述脱扣时间选择所述断路器的类型。
[0030]在本专利技术所述的不间断电源系统的控制方法中，在所述步骤SA中，基于以下公式计算所述短路电流：
[0031][0032]其中，I
k
表示短路电流，n表示蓄电池组中蓄电池的数量，U
n
表示蓄电池的标称电压，r
b
表示蓄电池的内阻，r1表示蓄电池供电模块的连接条的内阻，r
c
表示蓄电池供电模块的连接电缆的内阻，r2表示断路器的内阻。
[0033]在本专利技术所述的不间断电源系统的控制方法中，在所述步骤SC中，选择固态断路器；所述恒定输出电压为58V，所述不间断电源系统为通信电源系统。
[0034]实施本专利技术的不间断电源系统以及其控制方法，都可以分别通过自己对应的DC/DC转换器210进行管理，因此可接入不同类型及状态的蓄电池组，对电池的容量、放电深度、电压等不做统一要求，能够实现电池的梯次利用，大幅度提升了备电的可靠性，降低了电池
的成本。进一步地，还可以采用控制模块对各个蓄电池组的输出功率进行优化控制。更进一步地，采用固态断路器可以利用其微秒级别的保护速度及电流上升沿保护特性，及时切断故障回路，保证系统及负载的正常运行。
附图说明
[0035]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0036]图1是本专利技术的不间断电源系统的优选实施例的电路示意图；
[0037]图2是本专利技术的不间断电源系统的控制模块300的优选实施例的原理框图；
[0038]图3是本专利技术的不间断电源系统的控制方法的优选实施例的流程图；
[0039]图4是本专利技术的不间断电源系统的控制方法的蓄电池供电模块供电控制的流程图；
[0040]图5是本专利技术的不间断电源系统的控制方法的断路器的类型选择步骤的流程图。
具体实施方式
[0041]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不间断电源系统，其特征在于，包括：AC/DC转换器、至少两个蓄电池供电模块，以及控制模块；所述AD/DC转换器的输入端接收交流电压、输出端连接第一直流母线并输出恒定输出电压为负载供电；所述蓄电池供电模块的第一端连接所述第一直流母线、第二端连接第二直流母线；每个所述蓄电池供电模块包括串联的蓄电池组、DC/DC转换器和断路器；所述控制模块通信连接每个所述蓄电池供电模块以控制其在交流电压失效时为所述负载供电。2.根据权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，所述控制模块进一步包括：采样单元，用于在所述蓄电池供电模块的所述蓄电池组不同时且由所述蓄电池组向所述负载供电时，采样每个所述蓄电池组的剩余电量；优先级单元，用于根据所述剩余电量得到每个蓄电池组对于所述负载的供电优先级别；配比单元，用于根据所述负载的实际功率需求，按照所述供电优先级别从高到低的顺序对每个蓄电池组的输出功率进行配比计算；控制单元，用于根据配比计算结果控制每个蓄电池组的所述输出功率。3.根据权利要求2所述的不间断电源系统，其特征在于，供电优先级别越高的蓄电池组的输出功率占所述实际功率需求的配比越大。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的不间断电源系统，其特征在于，所述断路器为固态断路器，所述恒定输出电压为58V，所述不间断电源系统为通信电源系统。5.一种不间断电源系统的控制方法，其特征在于，所述不间断电源系统包括AC/DC转换器、至少两个蓄电池供电模块，以及控制模块；所述AD/DC转换器的输入端接收交流电压、输出端连接第一直流母线；所述蓄电池供电模块的第一端连接所述第一直流母线、第二端连接第二直流母线；所述控制模块通信连接每个所述蓄电池供电模块；每个所述蓄电池供电模块包括串联的蓄电池组、DC/DC转换器和断路器；所述不间断电源系统的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，季明明，王雯婷，
申请(专利权)人：维谛技术有限公司，
类型：发明
国别省市：