[发明专利]中压不间断供电源

说明书

技术领域

本公开的实施例一般涉及不间断供电源，以及更确切地来说涉及利用中压变流器实现的不间断供电源。

背景技术

传统上，不间断供电源已在如数据中心和医院的许多应用中使用，以在AC主供电电压的断电/干扰期间向负载提供不间断功率。典型地，这些不间断供电源额定为从低压（380 V - 480 V）配电网络接收AC供电电压，并以相同的电压电平向负载提供三相电压。此外，不间断供电源一般包括用于功率转换的功率变流器、用于存储电能的电容器、开关装置、能量源和控制器。常规功率变流器还包括一个或多个单级变流器。

最近，数据中心的大小已经显著地增加。由此，通过低压不间断供电源来供给负载是个挑战，因此采用中压不间断供电源是经济的。中压不间断供电源以较高电压处理功率，从而使得不间断供电源和耦合不间断供电源和负载的线缆处理较低电流值。较低的电流值降低线缆布线和安装成本以及数据中心的运行成本。

发明内容

根据本公开的多个方面，提出一种中压不间断供电源系统。该系统包括操作地耦合在第一总线与第二总线之间的第一功率变流器。该系统还包括经由第一总线与第二总线操作地耦合到第一功率变流器的第二功率变流器，其中第二功率变流器包括至少三个分支，其中至少三个分支包括多个开关单元，以及其中多个开关单元包括至少两个半导体开关和储能装置。此外，该系统包括操作地耦合在第一总线与第二总线之间的直流链路。再者，该系统包括能量源，其经由第三功率变流器、变压器和第四功率变流器的其中一个或多个操作地耦合到第二功率变流器的能量源、直流链路或操作地耦合到第二功率变流器和直流链路两者。

根据本公开的另一方面，提出一种用于操作中压不间断供电源系统的方法。该方法包括经由第一总线和第二总线将第一功率变流器耦合到第二功率变流器，其中第二功率变流器包括至少三个分支，其中这至少三个分支包括多个开关单元，以及其中多个开关单元包括至少两个半导体开关和储能装置。该方法还包括在第一总线与第二总线之间连接直流链路。此外，该方法包括经由第三功率变流器、变压器和第四功率变流器的其中一个或多个将能量源操作地耦合到第二功率变流器、直流链路或操作地耦合到第二功率变流器和直流链路两者。再者，该方法包括确定第二功率变流器中的多个开关单元的开关模式，并基于第二功率变流器的多个开关单元的开关模式在第二功率变流器处生成输出。

根据本公开的又一方面，提出一种中压不间断供电源系统。该系统包括操作地耦合在第一总线与第二总线之间的第一功率变流器。而且，该系统包括经由第一总线和第二总线操作地耦合到第一功率变流器的第二功率变流器，其中第二功率变流器包括至少三个分支，其中这至少三个分支包括多个开关单元，以及其中多个开关单元包括至少两个半导体开关和储能装置。再者，该系统包括操作地耦合在第一总线与第二总线之间的直流链路，其中该直流链路包括操作地串联耦合的多个电容器。此外，该系统包括能量源，其经由第三功率变流器、变压器和第四功率变流器的其中一个或多个操作地耦合到直流链路的多个电容器、第二功率变流器的多个开关单元的每一个或其组合。

根据一个实施例，本申请公开了一种中压不间断供电源系统，包括：第一功率变流器，其操作地耦合在第一总线与第二总线之间；第二功率变流器，其经由所述第一总线和所述第二总线操作地耦合到所述第一功率变流器，其中所述第二功率变流器包括至少三个分支，其中所述至少三个分支包括多个开关单元，以及其中所述多个开关单元包括至少两个半导体开关和储能装置；直流链路，其操作地耦合在所述第一总线与所述第二总线之间的；以及能量源，其经由第三功率变流器、变压器和第四功率变流器的其中一个或多个操作地耦合到所述第二功率变流器、所述直流链路或操作地耦合到所述第二功率变流器和所述直流链路两者。

优选地，将所述变压器和所述第四功率变流器组合以形成隔离的模块化单元。进一步地，所述隔离的模块化单元还包括所述第二功率变流器的所述多个开关单元的至少其中之一。

优选地，所述直流链路包括操作地串联耦合的多个电容器。

优选地，所述能量源经由所述第三功率变流器、所述变压器和所述第四功率变流器的其中一个或多个操作地耦合到所述第二功率变流器的所述至少三分分支中的所述多个开关单元的每一个开关单元。