[发明专利]具有动态旁路电力分配的不间断电源系统

说明书

一种包括多个并联连接的UPS(2a至2e)的UPS系统(1)，每个UPS包括旁路开关(10)和控制器(20)，所述控制器(20)与其他的UPS(2a至2e)的控制器进行通信并且包括：‑第一单元(220)，其监测在所述第一单元(220)的UPS的旁路线路5中流动的电流，并且确定电流强度的有效值，‑第二单元(224)，其采集旁路开关(10)闭合的所有UPS的有效值，并且定义对应于采集的最小有效值的参考有效值，‑第三单元(226)，其确定用于闭合所述UPS的旁路开关(10)的延迟，如果控制器(20)的UPS的有效值等于参考有效值，则延迟为零，以及‑第四单元(246)，如果延迟为零，则第四单元(246)保持旁路开关(10)闭合，或者在闭合旁路开关(10)之前在对应于延迟的持续时间内将旁路开关(10)断开。

技术领域

本发明总体上涉及不间断电源(UPS)，更具体地，涉及包括多个并联电连接的不间断电源的装置中的分配供电的自动旁路系统。

背景技术

本发明可以应用于具有逐相独立控制的静态旁路开关(即，采用可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier，SCR)技术)的所有不间断电源。

不间断电源(UPS)是一种即使公用事业设备所提供的能量的质量和/或可用性变化也能够向负载供电的电气装置。

传统的在线式UPS利用功率因数校正(PFC)电路对电网所提供的输入电力进行整流，以便为直流(DC)总线供电。当市电可用时，整流后的直流电压通常用于对电池充电，并且向直流总线供电。当不存在市电供电时，电池为直流总线供电。逆变器从直流总线向负载产生交流输出电压。由于直流总线由市电或电池进行供电，因此在市电发生故障且电池充满电的情况下逆变器的输出电力保持不中断。传统上已知的在线式UPS也可以在称为旁路模式的模式下运行，其中，具有基本保护的未经调节的供电由交流(AC)供电电源经由旁路线路直接提供至负载。旁路模式下使用的交流供电电源可以与用于整流器的交流供电电源相同，也可以是单独的(辅助)电源。

因此，不间断电源系统(UPS系统)具有旁路电路或旁路路径，该旁路电路或旁路路径是绕过UPS的电源路径，即，绕过整流器、逆变器和直流(DC)电源(例如，形成不间断电源单元(UPS单元)的电池)。如果UPS系统过载或内部出现故障，UPS单元可以使用自动旁路电路将其负载切换至市电电源。手动旁路电路、维护旁路电路或服务旁路电路将使用户能够通过旁路电路将负载切换至市电，从而在不中断负载的供电的情况下隔离、维护或移除UPS单元。

因此，旁路开关对于UPS系统来说是一个非必要的补充，虽然它不是不间断电源运行的一个组成部分，但是在维护或维修的情况下显然是有用的。如果出现问题或者需要移除单元进行维修，旁路开关可以确保在发生故障时保持连续供电。

存在两种主要类型的执行相似但不同的功能的旁路开关。这两种旁路开关为静态旁路开关和外部维护旁路开关。

静态旁路开关用作逆变器的故障安全装置。当逆变器发生故障时，负载会自动降至主供电输入，以确保连续供电。该开关几乎适用于任何在线式UPS系统，这是确保连续供电的附加安全措施。

UPS系统的外部连接有外部维护旁路开关或外部维护旁路(有时也称为“环绕式旁路”)。该旁路用于在UPS隔离并易于移除以进行维修时连续供电。替代方法是关闭整个网络以移除UPS，这对一些公司来说可能意味着若干个小时的停机时间并且会花费大量资金。此外，万一UPS系统本身发生故障，该开关将确保负载安全转移，并且使UPS单元能够更容易地进行移除和更换。

为了提高可扩展性和/或冗余性，可以将两个或多个UPS进行电气连接以形成具有一个输出的并联的单个UPS系统。在这样的系统中，多个UPS的组合可以提高对与并联的UPS系统连接的负载的供电能力。另外，如果并联连接的UPS的其中一个出现故障，其他的并联连接的UPS可以作为故障UPS的备份。

通常，在旁路模式下运行的并联UPS系统无法主动控制流经各个旁路路径的电流。