【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电源控制，特别是涉及一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统。
技术介绍
1、在现代实验室中，特别是使用核磁共振成像(mri)设备的环境里，电力供应的稳定性和可靠性极为重要。mri设备对电力的要求非常高，任何电压波动或频率变化都可能影响成像质量与数据准确性。传统集中式供电方式在面对mri设备时存在明显不足。例如，mri运行时的高瞬时功率需求可能导致电网波动，影响设备及其它精密仪器的正常工作。此外，传统系统缺乏足够的冗余设计，一旦主电源故障，切换至备用电源的过程可能造成mri操作中断。
2、为解决这些问题，现代实验室常采用ups、稳压器和独立配电单元等先进电力解决方案，以减少外部电力波动的影响，确保mri设备的稳定运行。合理的电力规划同样关键，有助于提升整个系统的可靠性和效率。专利号cn116960786a公开了一种智能化配电组合双电源系统，通过设置的电源组合、主电源、双电源自动转换开关、副电源、电源监控传感器与控制器来保证配电组合本体内部元件不间断运行。
3、专利号cn118630597a公开了一种多路冗余配置可带电插拔的智能高压配电组合及其控制系统，每一路高压通过一个功率模块控制，故障模块可以自动隔离，并且可以在带电状态的隔离插拔和维修，维修均更换故障模块即可完成，机组合结构可根据需要在模块机组合内配置相应的功能器件，通过内部连接器和机组合配合，结构通用强。
4、然而在实施相关技术中，部署集中式供电系统难以实现精细化能耗管理，容易造成资源浪费；在面对自然灾害或电网故障等突发事件
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统，包括：
2、配电组合、多个电源组合和多个直流输出单元；所述配电组合、多个电源组合和多个直流输出单元之间通过can总线进行通信；所述配电组合和多个电源组合之间通过交流总线进行连接；所述多个电源组合的输出端通过直流总线进行连接；每个电源组合对应连接一个直流输出单元；
3、所述配电组合用于将电力供应源的输入供电转换为220v的交流供电，并通过交流总线向电源组合供电；其中，所述电力供应源包括：市电、发电机和备用电源；
4、所述电源组合用于将交流电转换为26v～29v的直流电向直流输出单元供电；
5、所述直流输出单元采用双向buck-boost电源模组实现1路直流输入到多路直流输出，向用电设备进行供电；
6、所述配电组合的输入供电包括：
7、当所有电源组合的当前输出功率之和大于市电的额定输出功率时，所述配电组合同时接入市电和发电机作为输入供电，当所有电源组合的当前输出功率之和大于市电和发电机的额定输出功率之和时，所述配电组合同时接入市电、发电机和备用电源作为输入供电，当所有电源组合的当前输出功率之和小于配电组合输入供电的额定输出功率，且当某一电源组合对应的直流输出单元所需的输出功率大于该电源组合的额定输出功率时，则在27-29v区间调节其余电源组合的输出电压，使其余的电源组合通过直流总线向该电源组合进行能量均衡，直至满足该电源组合的输出功率需求。
8、优选地，所述配电组合包括：功率检测电路、状态估计单元、模式控制单元和通信单元；所述功率检测电路用于从交流总线处采集配电组合的输出功率信息；所述状态估计单元用于计算配电组合的输出功率和其额定功率之间的差值；所述模式控制单元用于根据状态估计单元计算出的差值控制配电组合接入市电、发电机和备用电源中的一种或多种作为电力供应源；所述通信单元与状态估计单元、模式控制单元和can总线进行通信，用于传输相关的指令和数据。
9、优选地，所述备用电源为直流电力供应源，当配电组合需要接入备用电源作为电力供应源时，需先通过如下电流转换模块将备用电源输出的直流电转换为交流电；所述电流转换模块包括：逆变器、spwm模块、dac转换器、电流环、电压环、adc转换器、单片机、can单元和功率采集模块；
10、所述逆变器的输入端接备用电源的输出端，用于将直流变为交流；所述逆变器的输出端接交流总线；adc转换器用于采集交流总线的瞬时电压；所述功率采集模块用于采集交流总线的功率信息；所述单片机用于根据功率采集模块采集的交流总线的功率计算交流总线的有效电压；所述单片机用于计算交流总线的有效电压和瞬时电压的电压差值，并根据电压差值和预期功率值计算电流差值，所述所述预期功率值为所有电源组合的当前输出功率之和减去市电和发电机的额定输出功率之和，并将计算的电压差值和电流差值分别发送给电压环和电流环；所述电压环基于电压差值生成反馈信号传送给电流环；所述电流环的输出端接dac转换器的输入端；所述spwm模块的输出端接逆变器的控制端，用于对逆变器进行控制；所述单片机通过can单元连接到can总线上，用于传输相关的指令和数据。
11、优选地，所述电源组合包括：交流滤波模块、n个pfc模块、n个dc/dc模块、输出滤波模块、输出检测模块、功率调节单元、补偿控制单元、辅助电源、单片机和can通信模块；
12、所述交流滤波模块用于对输入的交流电进行滤波，所述交流滤波模块的输出端接辅助电源的输入端和n个pfc模块的输入端；所述辅助电源的输出端接功率调节单元和单片机，用于提供电源；所述功率调节单元分别与补偿控制单元和n个pfc模块连接；n个pfc模块和n个dc/dc模块共同组成n个ac/dc模块，用于将交流电转换为直流电；n个dc/dc模块的输出端接输出滤波模块的输入端，用于对输出直流电进行滤波，输出滤波模块的输出端连接直流总线；输出检测模块用于检测直流总线的功率；输出检测模块的输出端接补偿控制单元；补偿控制单元和功率调节单元进行连接；功率补偿单元和n个dc/dc模块进行连接；所述单片机连接功率调节单元和补偿控制单元；所述can通信模块连接辅助电源、功率调节单元、霍尔传感器、单片机和补偿控制单元，用于传输相关的指令和数据。
13、优选地，所述直流输出单元包括：多个直流输出支路；每个直流输出支路包括：dcdc模块、电流环n、电压环n、单片机和采样模块；所述dcdc模块的输入端接直流总线；所述dcdc模块的输出端接输出负载；所述采样模块用于通过霍尔传感器采集dcdc模块输出端的瞬时电流和通过损耗电阻计算dcdc模块输出端的输出电压；
14、所述单片机实时监测并获取dcdc模块输出端的电压值和电流值，通过通信模块接收电源组合的输出端电压和电源组合的目标功率，电源组合的输出端电压作为基准电压；通过计算基准电压和dcdc模块输出端的电压的差值得到差值电压；通过dcdc模块输出端的电压和dcdc模块输出端的电流计算dcdc模块输出端的功率值；基于dcdc模块输出端的功率值和电源组合的目标功率计算差值功率；基于差值功率和差值电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统，其特征在于，包括：配电组合、多个电源组合和多个直流输出单元；所述配电组合、多个电源组合和多个直流输出单元之间通过CAN总线进行通信；所述配电组合和多个电源组合之间通过交流总线进行连接；所述多个电源组合的输出端通过直流总线进行连接；每个电源组合对应连接一个直流输出单元；
2.根据权利要求1所述的一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统，其特征在于，所述配电组合包括：功率检测电路、状态估计单元、模式控制单元和通信单元；所述功率检测电路用于从交流总线处采集配电组合的输出功率信息；所述状态估计单元用于计算配电组合的输出功率和其额定功率之间的差值；所述模式控制单元用于根据状态估计单元计算出的差值控制配电组合接入市电、发电机和备用电源中的一种或多种作为电力供应源；所述通信单元与状态估计单元、模式控制单元和CAN总线进行通信，用于传输相关的指令和数据。
3.根据权利要求2所述的一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统，其特征在于，所述备用电源为直流电力供应源，当配电组合需要接入备用电源作为电力供应源时，需先通过如下电流转换模
4.根据权利要求1所述的一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统，其特征在于，所述电源组合包括：交流滤波模块、N个PFC模块、N个DC/DC模块、输出滤波模块、输出检测模块、功率调节单元、补偿控制单元、辅助电源、单片机和CAN通信模块；
5.根据权利要求1所述的一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统，其特征在于，所述直流输出单元包括：多个直流输出支路；每个直流输出支路包括：DCDC模块、电流环n、电压环n、单片机和采样模块；所述DCDC模块的输入端接直流总线；所述DCDC模块的输出端接输出负载；所述采样模块用于通过霍尔传感器采集DCDC模块输出端的瞬时电流和通过损耗电阻计算DCDC模块输出端的输出电压；
...【技术特征摘要】
1.一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统，其特征在于，包括：配电组合、多个电源组合和多个直流输出单元；所述配电组合、多个电源组合和多个直流输出单元之间通过can总线进行通信；所述配电组合和多个电源组合之间通过交流总线进行连接；所述多个电源组合的输出端通过直流总线进行连接；每个电源组合对应连接一个直流输出单元；
2.根据权利要求1所述的一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统，其特征在于，所述配电组合包括：功率检测电路、状态估计单元、模式控制单元和通信单元；所述功率检测电路用于从交流总线处采集配电组合的输出功率信息；所述状态估计单元用于计算配电组合的输出功率和其额定功率之间的差值；所述模式控制单元用于根据状态估计单元计算出的差值控制配电组合接入市电、发电机和备用电源中的一种或多种作为电力供应源；所述通信单元与状态估计单元、模式控制单元和can总线进行通信，用于传输相关的指令和数据。
3.根据权利要求2所述的一种用于大功率实验室的分布式电源控制系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李欣蔚，王健麟，屈幼煕，李章勇，刘艳平，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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