[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

说明书

本发明提供了一种基于工业互联网的群组协同控制分布式大电流电源系统。电源系统为多个机柜组成的机柜集群；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。相较于传统大电流发生系统，本发明具备输出上限动态调整、故障隔离、等诸多优点。

技术领域

本发明属于电源设备领域，具体涉及一种基于群组协同控制的分布式物联网大电流电源系统。

背景技术

目前，随着工业生产规模的不断扩大，工业机械生产所需的电流也越来越大，在诸多领域中需要用到大电流电源，如高性能LED材料的测试，超级电容器的充电，超导线圈的充电等场景中。

与此同时，传统的大电流电源的发生方式主要采用并管技术，即使用IGBT管并联来提高晶体管管桥的通过电流上限，但这样的电路设计存在一定缺陷。首先，并管技术需要并联的IGBT管均一性良好，因此，在需要替换损坏的IGBT管时，往往很难找到同一批次的原件，造成修复后能耗高，寿命差；其次，并管技术母线电流较大，通过滤波电感的电流也较大。大电流的电感成本巨大，同时因大电流引发的巨大磁场易使现今的永磁材料磁性变化，导致使用周期中电感值发生变化，增加电路损耗；最后，对于传统的并管大电流电源，一个IGBT管被击穿烧毁后往往会造成整条桥臂烧毁，甚至损坏输入源，不能做到故障隔离，并且修复时间长、可修复性差。

有鉴于此，确有必要提出一种适应于现代工业生产、立足于智能工厂的工业4.0大电流电源来解决上述问题，并拓展功能，使之更加易用。

发明内容

本发明的目的在于提供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，来解决传统基于并管技术的大电流电源故障率高、转化率低、不易修复、不可热扩容等问题。

为解决传统大电流电源的相关缺点，本发明提供了如下技术方案：

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，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。