[发明专利]一种不间断电源智能化并机供电控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及不间断电源供电领域，更具体地说，涉及一种不间断电源智能化并机供电控制系统及方法。

背景技术

当今社会已经进入信息时代，随着互联网的繁荣，大数据时代的数据的重要性不言而喻。为满足大数据时代的数据需求，各式各样的数据中心如雨后春笋般迅猛发展，如网络数据中心、企业数据中心及备份数据中心等，通信运营商、银行金融系统、政府及各大型企业等都在进行大型数据中心机房的建设。如何确保数据中心机房安全运行是机房供电系统设计的首要命题。

数据中心供电设备的用电负荷通常都在数千KW以上，每年的电费高达数千万元，如何降低机房的能耗，则是机房供电系统设计的另一重要命题。众所周知，数据中心的营运负载几乎都是通过UPS电源供电，因此，确保UPS系统安全运行，并提高UPS系统自身的工作效率，是数据中心机房供电系统设计的核心。

在现代T4级数据中心机房中，UPS供电系统通常采用并机系统组成双母线的方案来保证供电的可靠性，如图1所示。在该UPS并机系统中，无论实际营运的大小，所有UPS单元均保持运行状态。然而，数据中心的负载是分步增长的，尤其是网络数据中心，初期负载很少，若此时UPS并机系统中的所有UPS单元均投入运行，其本身的运行损耗就是一个很大的能源浪费：首先，就UPS单元的效率曲线而言，运行负载率过低时，其运行效率也将变低，UPS系统低效率的运行将白白耗费大量能量；而且，根据控制学原理，UPS并机系统在过低的负载率下运行时，还很容易引起系统振荡，导致宕机事故。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述UPS系统能源使用效率较低、系统容易振荡的问题，提供一种新的不间断电源智能化并机供电控制系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种不间断电源智能化并机供电控制系统，用于实现UPS系统的供电控制，所述UPS系统包括多个UPS单元且每一UPS单元包括至少一个电力处理模块，所述供电控制系统包括负载检测单元、唤醒控制单元、关闭控制单元，其中：所述负载检测单元，用于检测UPS系统的当前负载属性；所述唤醒控制单元，用于在所述当前负载属性满足第一预设条件时，将当前处于休眠状态的UPS单元中的至少一个UPS单元唤醒为供电状态；所述关闭控制单元，用于在当前负载属性满足第二预设条件时，将当前处于供电状态的UPS单元中的至少一个UPS单元关闭为休眠状态；所述UPS单元的供电状态为该UPS单元的所有电力处理模块均处于工作状态，所述UPS单元的休眠状态为该UPS单元的至少一个电力处理模块关闭或待机。

在本发明所述的不间断电源智能化并机供电控制系统中，所述当前负载属性为当前总负载功率，所述供电控制系统还包括：负载点设定单元，用于设定第一负载点和第二负载点；所述唤醒控制单元和关闭控制单元分别包括负载率计算子单元，用于根据所述总负载功率计算各个处于供电状态的UPS单元的平均负载功率，并根据所述平均负载功率计算UPS单元的实际负载率；所述第一预设条件为UPS系统中处于供电状态的UPS单元的实际负载率超过第一负载点，所述第二预设条件为UPS系统中处于供电状态的UPS单元的实际负载率不到第二负载点。

在本发明所述的不间断电源智能化并机供电控制系统中，所述供电控制系统还包括冗余设定单元，用于设定UPS系统的UPS单元冗余台数N1，且该N1大于或等于零；所述负载率计算子单元通过以下计算式计算UPS单元的平均负载功率Pavg：

Pavg＝Psys/(N2-N1)，

其中Psys为UPS系统的总负载功率，N2为处于供电状态的UPS单元的总台数。

在本发明所述的不间断电源智能化并机供电控制系统中，每一所述UPS单元具有一个优先级；所述唤醒控制单元在所述当前负载属性满足第一预设条件时，将当前处于休眠状态的UPS单元中优先级最高的UPS单元唤醒为供电状态，并将该唤醒为供电状态的UPS单元的优先级设为当前处于供电状态的UPS单元中最低；所述关闭控制单元在所述总负载满足第二预设条件时，将当前处于供电状态的UPS单元中优先级最高的UPS单元关闭为休眠状态，并将该关闭为休眠状态的UPS单元的优先级设置为当前处于休眠状态的UPS单元中最低。

在本发明所述的不间断电源智能化并机供电控制系统中，所述供电控制系统包括轮换控制单元，用于将优先级最高且连续处于供电状态达到休眠轮换时间的UPS单元关闭为休眠状态，同时将处于休眠状态且优先级最高的UPS单元唤醒为供电状态。