[发明专利]模块化UPS系统多机并联方法及连接方案

说明书

技术领域

本发明涉及供电设备技术领域，具体涉及一种模块化UPS系统多机并联方法及连接方案。

背景技术

近年来，随着我国工业水平的迅速增长，用户对不断电电源系统（Uninterruptible Power Supply，简称UPS）的可靠性提出了更高的要求，单机运行的UPS系统已不能适应用户的需求，为增加单机UPS系统运行的可靠性，用户往往选择以下三种方式使用来提高系统运行时的容错性：

一、主从串联热备份：该方式采用从机接在主机旁路输出口上的工作方式，当主机故障切换旁路时自动由从机给负载供电，该方式接线简单、方便。其缺点是：正常工作时主机带负载工作、从机属于空载运行；当后端负载较大时，造成主机、从机老化速率不同，经常需要人为断电调整主机、从机位置，系统维护不方便。对用户负载不间断运行造成困难。

二、1+1直接并机冗余备份：由两台相同功率的UPS输出端并联起来共同负担向负载供电，从而形成直接并机式的冗余供电系统，该方式大大提高了UPS供电系统的容错性和可靠性。其缺点是：用户在采购初期需要购置两台相同容量的UPS实现1+1直接并机冗余备份，而在使用过程中两台相同容量的UPS又长期处于轻载的使用状态，这样不仅增加了用户的采购成本，又浪费了使用资源。 

三、采用模块化UPS系统功率模块并联冗余可以实现“1+1”、“N+1”、“N+X”并联冗余方式，其中一台或多台功率模块出现故障退出运行，不影响整个UPS系统运行。该方法虽然实现了功率模块的并联冗余，但系统中的其他部件无法做到冗余，当系统中的其他部件出现故障有可能出现整个系统宕机使用户负载供电中断并且无法对整个系统进行全面的停电维修操作。

另外，模块化UPS系统本身是一台独立的系统，他的输出功率是有限的，当系统本身的功率达到最大输出功率后，就无法实现系统扩容了，用户只能采取分区供电的方法，安装多套的模块化UPS系统独立运行，这对整个供电环境增加了很多电气电路回路故障排查的困难，会增加一些的不可预知的潜在隐患，用户往往不愿意采用这样的供电方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化UPS系统多机并联方法及连接方案，可实现模块化UPS系统的并联冗余方式和系统之间的相互冗余备份，保证个别模块化UPS系统故障时整个大系统可正常运行，可在线功率升级且安装简单，简化了系统的增容、扩容操作，维护便捷，降低了用户的运营成本。

本发明之一采用的主要技术方案为：一种模块化UPS系统多机并联方法，

包括并行通信总线、静态开关总线和一台以上模块化UPS系统；各模块化UPS系统通过并行通信总线相互通信，同时各模块化UPS系统还通过静态开关总线相互连接；

从并行通信总线上提取与各模块化UPS系统输出信号状态相关的信号，将此信号转换成可令各模块化UPS系统的输出信号保持同频率、同相位的基准信号输入回模块化UPS系统；

提取静态开关总线上综合各模块化UPS系统的开关所处状态的静态开关信号，将此信号转换成控制各模块化UPS系统输出开关状态的静态开关控制信号输入回模块化UPS系统。

本发明之二采用的主要技术方案为：模块化UPS系统多机并联连接方案，包括通过并行通信总线、静态开关总线和一台以上的模块化UPS系统；每台模块化UPS系统包括具有独立框架的功率模块、监控模块、静态开关模块；各模块化UPS系统与并行通信总线之间通过可产生令各模块化UPS系统的输出信号状态保持同频率、同相位的基准信号的输出基准控制模块相连接，各模块化UPS系统与静态开关总线之间通过可产生控制各模块化UPS系统输出开关所处状态的静态开关控制信号的开关控制模块相连接。

所述静态开关模块包括微处理器、逆变输出开关和逆变辅助触点开关、旁路输出开关和旁路辅助触点开关。

所述静态开关总线由逆变开关总线和旁路开关总线组成。

所述输出基准控制模块包括可从并行通信总线上提取信号的定时时钟同步控制器和产生基准信号的正弦波基准发生器；所述定时时钟同步控制器的输出端经由所述正弦波基准发生器后与功率模块相连接。

所述开关控制模块由从静态开关总线上接收信号的电平转换电路和向静态开关模块中的微处理器输入信号的输出控制电路组成；所述电平转换电路的输入端与静态开关总线相连接，其输出端经由输出控制电路后与静态开关模块的微处理器相连接。

所述电平转换电路由与逆变开关总线和旁路开关总线相对应连接的第一电平转换电路、第二电平转换电路组成。