不同容量等级ＵＰＳ并联的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种不同容量等级ＵＰＳ并联的方法，用以解决现有技术中存在由于构造ＵＰＳ下垂特性以实现不同容量等级ＵＰＳ的并联而导致的系统精确度不高和输出电压稳态精度较差的问题；该方法包括：根据各单机的物理容量标幺各单机的物理输出电流；将标幺后的各物理输出电流值进行平均得到标幺后的各单机物理输出均流值；分别对标幺后的各物理输出电流值和所述物理均流值进行转换，得到各单机的物理输出电流标幺值和物理均流标幺值；利用所述各单机的物理输出电流标幺值与物理均流标幺值的误差控制各单机的物理输出电流。本发明专利技术同时公开一种不同容量等级ＵＰＳ的并联系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源
，尤其涉及不同容量等级UPS并联的方法及系统。
技术介绍
随着社会信息化程度的日益提高，信息数据的规模越来越庞大，交换越来 越频繁，为了对信息数据进行更加高效、可靠、安全的处理、存储和传输，人 们对供电设备的品质提出了更高的要求。UPS (Uninterrupted Power System,不间断电源系统)作为主要的供电设 备，其可扩容性和高冗余可靠性成为业界研究的热点。UPS并联技术不但可以让d、容量的单积4莫块组成满足用户需求的系统容量，而且还可以组成冗余配电 模式，提高系统的可靠性。不同容量等级UPS模块的并联技术与相同容量等 级UPS模块的并联技术相比，不仅可以为用户提供更多种的配电组合解决方 案，而且直接可以给用户节省成本，带来经济效益。现有的不同容量等级UPS模块的并联结构主要分为无线并联和有线并联。 无线并联的设计思想是保持UPS模块在并联系统中的独立性。参阅图1A所示， 当UPS模块的输出阻抗特性为純感性时，其输出电压的频率随自身输出的有 功功率的增加而减小，此减小的趋势称为UPS ;f莫块的下垂特性，该下垂特性 可保证在系统容量S1大于S2时，输出的有功功率P1大于P2。与图1A类似， 图1B中，其输出电压的幅值随自身输出的无功功率的增加而减小，该下垂特 性可保证在系统容量SI大于S2时，其输出的无功功率Ql大于Q2。由图1A 和图1B可以看出，UPS模块的无线并联技术中，在设置下垂特性线的斜率与 其额定容量成固定比例时，即可以实现容量的自适应，因此无线并联技术本身就可以实现不同容量等级UPS模块的并联。当然，有线并联在实现不同容量 等级UPS模块的并联时，也可借用无线并联的设计思想，利用下垂特性来实现。但是，由于UPS模块的输出阻抗特性在实际中并不是纯阻性或纯感性，单解耦的下垂特性关系，这种近似的处理导致系统精确度不高，而且下垂特性建模困难，不易精确实现；另外，在利用下垂特性来实现不同容量等级UPS 并联时，系统输出电压随负载的变化而变化，其稳态精度相对较差。
技术实现思路
本专利技术提供一种不同容量等级UPS并联的方法及系统，用以解决现有技 术中存在由于构造UPS下垂特性以实现不同容量等级UPS的并联而导致的系统精确度不高和输出电压稳态精度较差等问题。本专利技术方法包括一种不同容量等级UPS并联的方法，该方法包括步骤 根据各单机的物理容量标幺各单机的物理输出电流；将标幺后的各单机物理输出电流值进行平均得到标幺后的各单机物理输 出均流值；分别对标幺后的各单机物理输出电流值和所述物理均流值进行转换，得到 各单才几的物理车餘出电流标么值和物理均流标幺值；利用所述各单机的物理输出电流标幺值与物理均流标幺值的误差控制各 单机的物理输出电流。根据上述方法通过电流传感器标幺各单机的物理输出电流；或者，通过与电流检测相关 的硬件电路通道标幺各单机的物理输出电流；或者，通过软件设定标幺各单机 的物理输出电流。 所述转换为模/数转换，即提供一个电流的转换系数，该系数中包括采样电阻转换系数、模数转换器ADC通道的调理系数和模数转换器ADC的转换系数；或者，所述转换为乘以一个电流转换系数的模拟转换。所述才莫/数转换包括对相同量纲物理量定点数的定标进行统一。 在利用所述误差控制各单机的物理输出电流时，根据各单机的额定容量和系统的实际负载判断系统是否过载，并在确定系统过载后进行相应的切换动作。一种不同容量等级UPS的并联系统，包括多个标幺装置，用于根据各单机的物理容量标幺各单^L的物理输出电流； 多个信号处理装置，用于将标幺后的各单^L物理输出电流值进行平均得到 标幺后的各单机物理输出均流值；以及分别对标幺后的各单机物理输出电流值 和所述物理均流值进行转换，得到各单机的物理输出电流标幺值和物理均流标 幺值；多个逆变器输出控制装置，其中每个逆变器输出控制装置包括一个逆变器 和一个控制器，所述逆变器用于输出各单机的物理输出电流，所述控制器用于 利用所述各单机的物理输出电流标幺值与物理均流标幺值的误差控制逆变器 输出各单机的物理输出电流o其中，所述电流检测装置为电流传感器；或者，所述电流;险测装置为与电 流检测相关的硬件电路通道。 所述信号处理装置包括输出电流平均模块，用于将标幺后的各单机物理输出电流值进行平均得到 标幺后的各单机物理输出均流值；转换模块，用于分别对标幺后的各单机物理输出电流值和所述物理均流值 进行转换，得到各单机的物理输出电流标么值和物理均流标幺值。所述转换模块分别对标幺后的各单机物理输出电流值和所述物理均流值 按提供的电流转换系数进行模/数转换，该系数中包括采样电阻转换系数、模数 转换器ADC通道的调理系数和模数转换器ADC的转换系数；或者，所述转换 模块分别将标幺后的各单机物理输出电流值和所述物理均流值乘以一个电流 的转换系数。所述转换模块在进行模/数转换时进一步对相同量纲物理量定点数的定标 进行统一。所述系统还包括切换装置，用于根据各单机的额定容量和系统的实际负载判断系统是否过 载，并在确定系统过载后进4亍相应的切换动作。 本专利技术有益效果如下1、 本专利技术提出的按物理容量标幺设计的不同容量等级UPS并联技术可以 很好地实现各单机按物理容量比例均分负载，达到了不同容量等级UPS模块 间并联的效果和目的。2、 所述标幺设计不仅可以将不同容量等级UPS的并联技术转化为相同容 量等级UPS的并联技术，减少了技术的多重性，与无线并联技术相比，无须 构造下垂特性线，系统输出电压的精度相对较高；而且对控制用的弱电信号级 的硬件单板和控制软件也可以重复借用，提高了平台的可移植性和通用性，这 对今后开发的新产品不论在成本节省、开发周期缩短和可靠性提高等方面均有 好处。3、 本专利技术同样适用于相同容量等级UPS的并联，也适用于不同容量等级 的直流电源或变频器等模块的并联。附图说明图1A为
技术介绍
中输出电压的频率随有功功率的下垂特性； 图1B为
技术介绍
中输出电压的幅值随无功功率的下垂特性； 图2为本专利技术实施例中两台不同容量等级UPS ^t块并联系统的结构示意图； 图3为本专利技术实施例中n台不同容量等级UPS模块并联系统细化的结构 示意图；图4为本专利技术实施例中标幺设计的不同容量等级UPS模块并联的处理流 程图；图5A为本专利技术实施例中实验得出的系统阻性满载输出电流波形图； 图5B为本专利技术实施例中实验得出的系统整流性满载输出电流波形图。具体实施方式为了解决现有技术中存在由于构造UPS下垂特性以实现不同容量等级 UPS的并联而导致的系统精确度不高和输出电压稳态精度较差的问题，本专利技术 按各单机的物理容量标幺设计不同容量等级UPS的并联系统。所述标幺设计包括硬件标幺和软件标幺两个方面。对于硬件标幺，由于在 电源系统的控制变量中，除了电压信号就是电流信号，而并联系统中各单机的 输出电压相等，因此各单机容量等级的不同就是输出电流的不同，硬件标幺即 指电流传感器变比的标幺。UPS模块中各电流传感器(包括逆变电感电流传感 器、逆变电流传感器和输出电流传感器)的变比按物理容量比例进行设计，达 到将不同的输入电流转换为相同的输出电流的目的，以便于后续模块实现相同 的处理。参阅图2所示，两台不同容量等级UPS的并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不同容量等级ＵＰＳ并联的方法，其特征在于，该方法包括步骤：根据各单机的物理容量标幺各单机的物理输出电流；将标幺后的各单机物理输出电流值进行平均得到标幺后的各单机物理输出均流值；分别对标幺后的各单机物理输出电流值和所述物理均流值进行转换，得到各单机的物理输出电流标幺值和物理均流标幺值；利用所述各单机的物理输出电流标幺值与物理均流标幺值的误差控制各单机的物理输出电流。

【技术特征摘要】
1、一种不同容量等级UPS并联的方法，其特征在于，该方法包括步骤根据各单机的物理容量标幺各单机的物理输出电流；将标幺后的各单机物理输出电流值进行平均得到标幺后的各单机物理输出均流值；分别对标幺后的各单机物理输出电流值和所述物理均流值进行转换，得到各单机的物理输出电流标幺值和物理均流标幺值；利用所述各单机的物理输出电流标幺值与物理均流标幺值的误差控制各单机的物理输出电流。2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过电流传感器标幺各单机 的物理输出电流；或者，通过与电流检测相关的硬件电路通道标幺各单机的物 理输出电流；或者，通过软件设定标幺各单机的物理输出电流。3、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转换为模/数转换，即提 供一个电流的转换系数，该系数中包括采样电阻转换系数、模数转换器ADC 通道的调理系数和才莫数转换器ADC的转换系数；或者，所述转换为乘以一个 电流转换系数的模拟转换。4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述模/数转换包括对相同量 纲物理量定点数的定标进行统一。5、 如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在利用所述误差 控制各单机的物理输出电流时，根据各单机的额定容量和系统的实际负载判断 系统是否过载，并在确定系统过载后进行相应的切换动作。6、 一种不同容量等级UPS的并联系统，其特征在于，包括多个标幺装置，用于根据各单机的物理容量标幺各单机的物理输出电流； 多个信号处理装置，用于将标幺后的各单机物理输出电流值进行平均得到 标幺后的各单机物理输出均流值；以及分别对标幺后的各单机物理输出电流值 和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓飞，叶万富，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]