[发明专利]一种用于数据中心的配电系统故障模拟方法及系统

权利要求书

1.一种用于数据中心的配电系统故障模拟方法，所述配电系统包括节点、UPS电源和负载设备，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1，获取配电系统的初始工作路径，随后实时采集配电系统中的故障节点v_r并更新至故障节点集合Tr中；

步骤S2，基于节点搜索算法逐一计算所述故障节点集合Tr中各所述故障节点v_r对应的子节点集合S_m，所述子节点集合S_m包括至少一个子节点m；

步骤S3，依次对各所述子节点m进行校验，当不存在与所述子节点m对应的非故障父节点时，则将所述子节点m同步更新至故障节点集合Tr，当存在与所述子节点m对应的非故障父节点时，则将所述子节点m投切至其中一非故障父节点；

步骤S4，持续监测配电系统中是否出现新的故障节点，若出现了则将新的故障节点v_r更新至故障节点集合Tr中返回步骤S2，若没出现执行步骤S5；

步骤S5，计算并校验配电系统中当前工作路径中各节点通过的三相电流是否满足使用条件，若不满足则将该节点加入故障节点集合Tr中并返回步骤S2，若各节点均满足则将配电系统的当前工作路径定义为稳定工作路径输出；

步骤S51，从配电系统中当前工作路径中识别各负载设备的工作路径，分析各UPS电源所对应的负载设备，同时计算各UPS电源的输入电流；

步骤S52，将所述当前工作路径中的各节点划分为第一类节点和第二类节点，所述第一类节点包括UPS电源至电网之间的节点，所述第二类节点包括UPS电源至负载设备之间的节点；

步骤S53，依照叠加定理将与第一类节点中各所述节点所连接UPS电源对应的输入电流叠加，得到对应所述节点的负载量；以及，依照叠加定理将与第二类节点中各所述节点所连通的负载设备的工作电流叠加得到对应所述节点的负载量；

步骤S54，根据第一类节点和第二类节点中各所述节点的负载量换算各所述节点的三相电流，并判断所述节点中的三相电流是否均小于对应节点的跳闸电流整定值，若判断结果成立则表示所述节点满足使用条件，若判断结果不成立则表示所述节点不满足使用条件，此时需将所述节点加入故障节点集合Tr并返回步骤S2，直至各节点均满足使用条件时将配电系统的当前工作路径做为稳定工作路径输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S51中，计算UPS电源输入电流的方法为：

采用公式计算计算UPS电源u的输入电流；

其中，表示UPS电源u的输入电流值，L_i表示与UPS电源u连接的负载设备i的工作电流，θ_i为负载设备i的功率因数角，θ_u为UPS电源u的功率因数角，η_u为UPS电源u的效率参数，n为UPS电源u后端所连接的负荷数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S54中，根据第一类节点和第二类节点中各节点的负载量换算各节点的三相电流，并判断节点中的各相电流是否均小于对应节点的跳闸电流整定值的方法包括：

将节点j的负载量分别换算为各节点所对应的a相工作电流b相工作电流c相工作电流

判断节点j中的

是否同时成立，并在同时成立时认定节点j的三相电流均小于对应节点的跳闸电流整定值；

其中，I_α为节点j对应的跳闸电流整定值，N_ε为节点j后端所连接的负荷数，θ_a为节点j对应的a相电流功率因数角，θ_b为节点j对应的b相电流功率因数角，θ_c为节点j对应的c相电流功率因数角。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点搜索算法为节点深度优先搜索算法或者节点广度优先搜索算法。

5.一种用于数据中心的配电系统故障模拟系统，其特征在于，包括依次连接的采集单元、计算单元、校验单元、检测单元和输出单元，所述检测单元和所述输出单元的输出端还分别与所述计算单元的输入端连接；

所述采集单元，用于获取配电系统的初始工作路径，随后实时采集配电系统中的故障节点v_r并更新至故障节点集合Tr中；

所述计算单元，用于采用节点搜索算法逐一计算所述故障节点集合Tr中各所述故障节点v_r对应的子节点集合S_m，所述子节点集合S_m包括至少一个子节点m；

所述校验单元，用于依次对各所述子节点m进行校验，当不存在与所述子节点m对应的非故障父节点时，则将所述子节点m同步更新至故障节点集合Tr，当存在与所述子节点m对应的非故障父节点时，则将所述子节点m投切至其中一非故障父节点；

所述检测单元，用于持续监测配电系统中是否出现了新的故障节点，若出现了则将新的故障节点v_r更新至故障节点集合Tr并重新唤醒计算单元，若没出现则唤醒输出单元；

所述输出单元，用于计算并校验配电系统中当前工作路径中各节点通过的三相电流是否满足使用条件，若不满足则将该节点加入故障节点集合Tr中并重新唤醒所述计算单元，若各节点均满足则将配电系统的当前工作路径定义为稳定工作路径输出；

所述输出单元包括依次连接的识别计算模块、节点分类模块、负载计算模块、分析输出模块，所述识别计算模块的输入端与所述检测单元的输出端连接，所述分析输出模块的输出端还与所述计算单元的输入端连接；

所述识别计算模块用于从配电系统中当前工作路径中识别各负载设备的工作路径，分析各UPS电源所对应的负载设备，同时计算各UPS电源的输入电流；

所述节点分类模块用于将所述当前工作路径中的各节点划分为第一类节点和第二类节点，所述第一类节点包括UPS电源至电网之间的节点，所述第二类节点包括UPS电源至负载设备之间的节点；

所述负载计算模块用于依照叠加定理将与第一类节点中各所述节点所连接UPS电源对应的输入电流叠加，得到对应所述节点的负载量；以及，依照叠加定理将与第二类节点中各所述节点所连通的负载设备的工作电流叠加得到对应所述节点的负载量；

所述分析输出模块用于根据第一类节点和第二类节点中各所述节点的负载量换算各所述节点的三相电流，并判断所述节点中的三相电流是否均小于对应节点的跳闸电流整定值，若判断结果成立则表示所述节点满足使用条件，若判断结果不成立则表示所述节点不满足使用条件，此时需将所述节点加入故障节点集合Tr并重新唤醒所述计算单元，直至各节点均满足使用条件时将配电系统的当前工作路径做为稳定工作路径输出。