[发明专利]基于工业互联网的群组协同控制的分布式大电流电源系统

权利要求书

1.一种基于工业互联网的群组协同控制的分布式大电流电源系统，其特征在于，所述电源系统为多个机柜组成的机柜集群，通过群组调控多个机柜中的模块化电源，使其同时对负载供电；

每个机柜中包含柜内控制模块、柜内并网控制器和若干个支持热插拔且独立工作的模块化电源；所述模块化电源为基于PWM波调制的晶体管开关电源，其通过所在槽位获取交流输入，同时通过检测模块检测自身电气参数并将其反馈至柜内控制模块，模块化电源能够接收来自柜内控制模块的模块级控制指令，在自我保护模块保护下根据收到的模块级控制指令通过PWM发生器驱动晶体管工作，产生可控的直流输出；每个机柜内所有模块化电源的输出通过柜内并网控制器整合，对外输出当前机柜的直流输出并将该直流输出反馈至柜内控制模块；

所述机柜集群以其中一个机柜为主机柜，其余机柜为从机柜，主机柜与从机柜之间通过网络模块构成通信连接并以群组工作模式工作；

所述主机柜上相对于从机柜额外设有机柜群组控制模块，机柜群组控制模块能获取来自负载端的用电需求，并根据机柜集群中每个机柜实时反馈的柜内电气参数生成每个机柜的机柜级控制指令，再将其发送给包括主机柜在内的每个没有故障的机柜；每个机柜接收到来自主机柜的机柜级控制指令后，根据机柜内部各模块化电源实时反馈的自身电气参数生成模块级控制指令，并发送给机柜内部每一个没有故障的模块化电源；

所述模块化电源包括MCU控制模块、MOSFET晶体管控制器、辅助电源和电流电压传感器；MCU控制模块通信端口接收来自机柜的模块级控制指令并解析执行，驱动MOSFET晶体管控制器工作将交流输入转换为模块级控制指令对应的直流输出，同时MCU控制模块中运行优先级高于电源外部的模块级控制指令的电源内部自我保护程序；所述辅助电源用于为MCU控制模块和MOSFET晶体管控制器提供电源；所述电流电压传感器用于监测模块化电源内部电气参数，为电源内部自我保护程序提供实时驱动数据，同时这些数据也通过通信端口上传至柜内控制模块以及主机柜中的机柜群组控制模块，为群组工作模式下的机柜间协同控制提供实时驱动数据。

2.如权利要求1所述的基于工业互联网的群组协同控制的分布式大电流电源系统，其特征在于，所述自我保护模块中的保护功能包括单一模块故障下线、过流输入、过流输出报警和安全锁。

3.如权利要求1所述的基于工业互联网的群组协同控制的分布式大电流电源系统，其特征在于，所述机柜上还设有显示模块，用于显示机柜内的系统信息与工作状态。

4.根据权利要求1所述的基于工业互联网的群组协同控制的分布式大电流电源系统，其特征在于，所有从机柜均周期性地向主机柜发送心跳包，保证从机柜处于连接保持；每个从机柜在与主机柜进行连接保持的同时，一旦监测到柜内电气参数发生变化时，需要将更新数据实时发送至主机柜，以更新主机柜中机柜集群的状态数据库。

5.根据权利要求1所述的基于工业互联网的群组协同控制的分布式大电流电源系统，其特征在于，在一个机柜内工作的模块化电源发生故障后，机柜内的柜内控制模块能够在短时间内将该模块化电源下线，切断其输入与输出，并发出故障警示，将下线报警以及实时电气参数信息写入系统日志。

6.根据权利要求1所述的基于工业互联网的群组协同控制的分布式大电流电源系统，其特征在于，当负载端的所需电流大于整个机柜集群的输出电流上限时，需对电源系统进行不停机扩容；不停机扩容的方式包括在机柜中采取热插入的方式增加模块化电源数量、提高机柜内的模块化电源模块规格或在机柜集群内加入更多的机柜。

7.根据权利要求1所述的基于工业互联网的群组协同控制的分布式大电流电源系统，其特征在于，所述电源系统存在完备的日志系统；机柜集群中的每个机柜以及机柜中的每个模块化电源的所有状态、操作、指令信息都记载于系统日志中，并通过设置网络日志进行备份。