[发明专利]一种集中监控的多子系统组成的N+M冗余UPS系统

说明书

技术领域

本发明属于应急供电电源技术领域，具体涉及一种集中监控的多子系统组成的N+M冗余UPS系统。

背景技术

众所周知作为应急供电电源的UPS被广泛应用于各行业部门，为关键负载提供了电源保障，其工作稳定性、安全性极其重要。而由于用户在使用过程中存在对UPS供电系统的管理不当、维护不到位或蓄电池老化、容量配置不合适等问题，容易造成UPS供电系统线路短路、蓄电池击穿等故障，甚至导致火灾的发生，造成安全事故和重大损失。

国家专利局公布了申请号201510149311.9《不间断电源的远程维护装置》其在背景技术中记载了“[0003]UPS工作状态需要靠厂站值班员定期巡视变电站设备获得。然而随着电网发展，变电站数量增加，导致人工巡视周期延长。一旦UPS蓄电池发生故障，仅靠人工巡视很难及时发现，这会影响变电站内RTU的安全运行。而且在UPS的使用过程中，每年至少需要对蓄电池进行一次充放电维护工作，人工进行充放电维护工作耗费人力物力。”为了解决上述问题，提出了《不间断电源的远程维护装置》，该技术方案只监测蓄电池组串端电压，不能监测每一个蓄电池的健康与工作状况，而且蓄电池维护的充放电也只是调节电力路径，无法利用UPS本身的充放电控制电路，不能实现合理的充放电过程，因此不能有效解决所需解决的问题。

国家专利局公布了申请号：201510115561.0《不间断电源蓄电池充电电压的监控装置》其在说明书的背景技术及发明内容中记载了“[0003]然而，当前的UPS充电器在向蓄电池充电时可能存在充电电压过高或过低的情况，造成 UPS蓄电池的电池容电功能衰退，使用寿命缩短，蓄电池极板损坏的问题。[0004]本发明的实施例提供一种不间断电源蓄电池充电电压的监控装置，以解决当前的UPS充电器在向蓄电池充电时可能存在充电电压过高或过低的情况，造成UPS蓄电池的电池容电功能衰退，使用寿命缩短，蓄电池极板损坏的问题。”其技术方案只监测蓄电池组串端电压，不能监测每一个蓄电池的健康与工作状况，如果每一个蓄电池都要监测那就需要采用其技术方案对每一个蓄电池都安装监控装置，这显然是不可行的；另外此方案即便是对每一个蓄电池都安装一个监控装置，由于其只比较端电压的电压值忽视了温度和使用环境对蓄电池的影响，使其监测效果大打折扣。

国家专利局还公布了申请号：200710100691.2《嵌套式冗余不间断电源装置及方法》其在说明书的背景技术及发明内容中记载了“[0004]多种不同的技术已被用于改善不间断电源系统的可靠性。这些技术包括备用冗余、串联冗余以及并联冗余方法。典型的备用冗余UPS结构包括运行在备用基础上的、不带负载或只带部分负载的、一个或一个以上的UPS单元，其能够通过负载的转接来立即代替故障UPS单元工作。典型的串联冗余布置包含以串联方式连接的第一和第二UPS，其中，在第一运行模式下，第一UPS被旁路而第二UPS用于带负载，在第二运行模式下，第二UPS被旁路而第一UPS用于带负载，这样，第一和第二UPS可相互作为对方的备用后备(standby backup)。[0005]在典型的并联冗余布置中，多个不间断电源(UPS)被并联耦合到负载，以便提供冗余以及通常提供增加的负载容量。AC电源(例如UPS)的并联冗余布置已在例如Tassitino，Jr.等人的美国专利No.5,745,357，Tassitino，Jr.等人的美国专利No.6,549,440，Luo等人的美国专利No.6,803,679，Wallace等人的美国专利No.6,118,680，Hase的美国专利No.4,104,539，Wang等人的美国专利公开 No.2005/0162792，以及Luo等人的美国专利公开No.2005/0073783中进行了描述。”其发明内容是根据负荷大小有选择地启用和停用冗余组中的UPS，控制多个UPS单元之间的互为备用的数量；作为备用UPS单元也仅是备用而已，运行与备用均没有考虑蓄电池的状况、也没有对蓄电池考虑进行必要的维护性充放电。

众所周知，UPS的安全性、可靠性决定于UPS系统的健康状态，而UPS系统的健康状态取决于蓄电池的健康状态，(在UPS备用运行时，电路出现故障问题，会立即检测出来并报警维护)，而蓄电池的状况则很少有效得以检测，其安全性令人堪忧。目前UPS广泛应用的铅酸蓄电池，影响其安全性的因素很多，情况也比较复杂，归纳一下至少有如下几个方面的重要因素：