[发明专利]不同容量等级UPS降额机型并联的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及不同容量等级UPS降额机型并联的方法及系统。

背景技术

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小容量的单机模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纯感性时，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模块的下垂特性，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S1大于S2时，其输出的无功功率Q1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并联。当然，有线并联在实现不同容量等级UPS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，因此其输出电压的频率和幅值与自身输出的有功功率和无功功率并不是成简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；同时，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。

为了解决上述问题，在软硬件上可按物理容量对不同容量等级UPS进行标幺设计，这样在归一化后不同容量等级UPS之间的并联技术与相同容量等级UPS之间的并联技术在控制中没有丝毫差异，这大大提高了UPS并联技术的通用性和开发的效率。

另外，为了缩短开发周期，降低开发成本，满足市场需求，可以对其中一些容量等级仅进行简单的软件降额处理。例如对于30-120KVA容量等级的系列产品，开发阶段只设计40KVA、80KVA和120KVA三个物理容量设计点机型，而30KVA、60KVA和100KVA容量等级将从相应的三个物理容量设计点机型在全盘借用硬件的基础上仅通过软件降额来获得。

但是，由于上述标幺设计是按物理容量来进行归一化设计的，而降额机型不改变硬件，也不改变软件的标幺，因此对于不同容量等级UPS降额机型的并联，其输出将不满足按授权容量比例均流，而还是按原来物理容量比例均流。假设UPS1和UPS2的物理容量分别为80KVA和40KVA，按物理容量比例均流使其输出的电流之比为2∶1，当这两台或其中任一台作为降额机型来使用，如UPS1降额为60KVA，UPS2仍为40KVA并联运行时，其输出的电流之比仍为2∶1，不是所希望的3∶2，这样带来的后果是原本总带载能力为60+40＝100KVA的并联系统其实际的带载能力只有90KVA。如果带100KVA的负载时，UPS1所分配的负载为100×2/3＝66.7KVA＞60KVA，造成单机过载，这是客户和设计人员都不希望的。

发明内容

本发明提供一种不同容量等级UPS降额机型并联的方法及系统，用以解决由于按物理容量进行降额机型的软硬件标幺时无法实现按授权容量比例均流的问题。

本发明方法包括：

一种不同容量等级UPS降额机型并联的方法，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；

根据各单机的授权容量和物理容量对所述物理均流标幺值进行修正，得到各单机授权均流标幺值；

利用所述各单机的物理输出电流标幺值与授权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：