[发明专利]一种模块化UPS的节能控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种模块化UPS的节能控制方法及系统，尤其涉及到一种在保证系统可用性要求的前提下，控制UPS功率模块休眠与唤醒达到节能目的的方法及系统。

背景技术

随着通信、互联网、金融、电子政务、办公自动化、工业控制自动化等行业IT设备网络的建设和发展，人们对网络的依赖性越来越强，为这些网络设备提供供电保证凸现重要。传统集中式UPS(Uninterruptible Power Systems，不间断电源)，存在体积笨重、维修时间长、系统可用度低、效率低等缺陷。模块化UPS具有可以在线扩容、运输安装维护方便、系统可用度高、效率高等优点。

目前，各厂家生产的模块化UPS尽管电路结构不全相同，但是大都采用高频脉宽调制技术，与含有传统工频变压器的集中式UPS相比，效率一般可以达到90％左右。但是从各厂家反馈可知，在负载率偏低的情况下，由于UPS的功率模块内功率器件的固有损耗，其效率并不高。用户从UPS系统可用性以及以后扩容或者别的原因考虑，UPS系统配置的功率模块数量较多而实际负载量可能很小，或者负载在不同时间段存在时大时小现象。如果系统中所有功率模块一直长期工作，势必造成UPS系统较长时间工作在低负载、低效率的状态下，导致总损耗很大，耗电量多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出了一种模块化UPS的节能控制方法及系统，在保证可用度指标的前提下，设置冗余功率模块数和休眠模块数，使系统中部分功率模块进入休眠状态，其他功率模块工作在较佳效率点，从而实现UPS系统的工作既安全可靠又节能降耗。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种模块化UPS的节能控制方法，包括：

步骤一、将功率模块总数划分为负载容量模块数、冗余模块数和休眠模块数，所述负载容量模块数为负载功率除以单个功率模块的额定功率，将结果向上取 整；

步骤二、预先设置一查询表，在所述查询表中记录了可用度的值、负载容量模块数与冗余模块数组合的值，所述可用度的值和所述负载容量模块数与冗余模块数组合的值一一对应；

步骤三、在所述查询表中，根据所述负载容量模块数与可用度的值，查找到冗余模块数，然后根据所述功率模块总数、负载容量模块数与冗余模块数，确定所述休眠模块数；

步骤四、向功率模块发送与所述休眠模块数相同个数的休眠信号，收到所述休眠信号的功率模块进入休眠状态，其他功率模块继续进行正常工作状态。

在所述步骤四中，预设一个可用度的值，在所述查询表中，根据所述负载容量模块数查找满足大于所述可用度的值中最小的可用度的值，根据所述最小的可用度的值查找到最小的冗余模块数。

预先设置休眠定时时间，步骤四的具体操作是：

随机向功率模块发送与所述休眠模块数相同个数的休眠信号，收到所述休眠信号的功率模块进入休眠状态，其他功率模块为正常工作状态；

检测到所述休眠定时时间到或者负载功率增大，向所述进入休眠状态的功率模块发送唤醒信号，所述功率模块收到所述唤醒信号后进入正常工作状态。

步骤四之后还包括：判断是否需要部分功率模块进入休眠状态，是，则向一直处于工作状态中的部分功率模块发送所述休眠信号，收到所述休眠信号的功率模块进入休眠状态。

步骤一之前还包括：判断旁路电源、主电源、蓄电池组、功率模块中是否至少有一个出现异常，是，不执行步骤一，不是，则执行步骤一。

另，本发明还提出了一种模块化UPS的节能控制系统，包括：电流检测电路、监控模块、至少两个功率模块，其中，

所述电流检测电路，用于检测负载功率，将所述负载功率发送给所述监控模块；

所述监控模块，用于将功率模块总数划分为负载容量模块数、冗余模块数和休眠模块数，以及用于记录可用度的值、负载容量模块数与冗余模块数，以及用于根据所述负载容量模块数与可用度的值，确定冗余模块数，根据所述功率模块总数、负载容量模块数与冗余模块数，确定所述休眠模块数，向功率模块发送与所述休眠模块数相同个数的休眠信号，控制所述功率模块进入休眠或唤醒状态；所述负载容量模块数为负载功率除以单个功率模块的额定功率，将结果向上取整。

与现有技术相比，本发明采用非常低的硬件成本和较少的软件开销，完成对系统实际输出容量和系统各组成部件的检测，实现对功率模块的休眠与唤醒的智能控制；既保证系统的安全冗余和可用度，又提高了模块化UPS系统的工作效率，还能提高功率模块的使用寿命，从而提高系统的可靠性。

附图说明