供电装置、供电控制方法及存储介质与流程
未命名
07-19
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1.本发明涉及供电技术领域,特别是涉及一种供电装置、供电控制方法及存储介质。
背景技术:
2.供电装置是连接在关键设备负载与外部电源之间的供电设备,用于在电源正常工作时通过电源给负载提供持续的供电,以及在电源供电中断或供电不足的情况下,通过储能单元对负载进行供电。
3.目前,在数据中心领域的关键设备负载,其负载支持双路电源输入供电。供电装置采用一路高压直流,一路市电直供的供电方式对双电源负载的直流侧和交流侧进行供电以达到比双路高压直流更高的系统效率。
4.但是,高压直流在故障/维护期间,靠电池直挂输出母线放电,而市电直供侧的回路在高压直流恢复正常工作状态期间,需要依赖市电可靠性。并且,市电交流输出虽然提升了效率,但市电可靠性不高,另外,高压直流的供电装置的交流输入侧通常会使用ats(automatictransfer switch)双电源自动切换开关满足双路市电输入时切换要求从而提升高压直流可用性,会产生额外成本。
技术实现要素:
5.本发明提供一种可靠性更高,更加高效节能的供电装置、供电控制方法及存储介质。
6.一方面,本发明提供了一种供电装置,包括:第一储能单元、不间断供电模组及储能变流模组,所述不间断供电模组包括第一整流器,所述储能变流模组包括双向变流器;所述第一整流器的一端用于与第一输入电源相连接,所述第一整流器的另一端分别用于与所述双向变流器的一端、所述第一储能单元的输出端和负载的第一输入端相连接,所述双向变流器的另一端用于与第二输入电源以及所述负载的第二输入端相连接,所述第一输入电源和所述第二输入电源为相互独立的交流输入电源,所述负载的第一输入端为直流输入端,所述负载的第二输入端为交流输入端,所述第一输入电源、所述第二输入电源和所述第一储能单元均用于向所述负载供电;当所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常时,所述第二输入电源经由所述双向变流器向所述负载的第一输入端供电,且所述第二输入电源向所述负载的第二输入端供电。
7.与现有技术相比,本技术实施例的所述供电装置在所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常的时候,可以通过所述第二输入电源经由所述双向变流器向所述负载的第一输入端供电,且所述第二输入电源向所述负载的第二输入端供电,此模式下,直流输出(即所述负载的第一输入端)由双向变流器131提供电力,所述双向变流器131的效率约为98%,比普通不间断电源的整流器提供的高压直流效率高(约95%),因此,采用所述第二输入电源经由所述双向变流器131对所述负载的第一输入端进行供电,可以使系统供电效率更高,因此,可以有效提升所述供电装置的供电效率和供电可靠性。
8.在其中的一个实施例中,所述双向变流器包括高电位端、低电位端和中性电位端,所述供电装置还包括第二整流器和第二储能单元,所述第二整流器的输入端用于与所述第一整流器的输入端连接,所述第一储能单元的负极端与所述第一整流器的负输出端连接以及与所述双向变流器的低电位端连接,所述第一储能单元的正极端与所述第二储能单元的负极端连接,所述第二储能单元的正极端用于与所述第二整流器的正输出端以及所述双向变流器的高电位端连接,所述第一整流器的正输出端还用于与所述第二整流器的负输出端以及所述第一储能单元的正极端和所述第二储能单元的负极端之间的节点连接,所述节点连接所述中性电位端,所述第二整流器的正输出端和所述节点用于共同输出第一直流电压以向所述负载的第三输入端供电,所述节点用于和所述第一整流器的负输出端用于共同输出第二直流电压以向所述负载的第一输入端供电。对于包括高电位端、低电位端和中性电位端的所述双向变流器,通过所述第一整流器和所述第二整流器串联方式兼容,可实现整流器输出容量翻倍,同时,将所述第二整流器的输入端与所述第一整流器的输入端连接,可以翻倍系统容量,同时兼容有中性电位端输出的双向变流器设计。
9.在其中的一个实施例中,所述供电装置包括交流切换开关,所述切换开关的一端连接所述双向变流器的另一端,另一端用于连接所述第二输入电源;所述交流切换开关为静态开关。通过设置交流切换开关,可以使所述第一储能单元和/或所述第二储能单元经过所述双向变流器逆变时,关断所述静态开关以实现更好的“离网”供电。
10.在其中的一个实施例中,当所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常时,所述供电装置处于第一非储能供电模式;
11.在储能供电模式,所述第一储能单元对所述负载的第一输入端供电以及通过所述双向变流器对所述负载的第二输入端供电;
12.在第二非储能供电模式,所述第一输入电源经由所述第一整流器向所述负载的第一输入端供电,且所述第一输入电源经由所述第一整流器和所述双向变流器向所述负载的第二输入端供电。
13.在其中的一个实施例中,
14.在第二混合供电模式,所述第一储能单元对所述负载的第一输入端供电,所述第二输入电源对所述负载的第二输入端供电。
15.在其中的一个实施例中,若所述第一输入电源输出的电压小于预设的第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压小于预设的第二阈值,则所述供电装置进入所述储能供电模式,进而所述第一储能单元用于对所述负载的第一输入端供电以及通过所述双向变流器对所述负载的第二输入端供电。
16.在其中的一个实施例中,若所述第一输入电源输出的电压小于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压大于或等于所述第二阈值,则所述供电装置进入所述第一非储能供电模式或所述第二混合供电模式;
17.若所述第一输入电源输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压小于所述第二阈值,则所述供电装置进入所述第二非储能供电模式。
18.在其中的一个实施例中,若所述第一输入电源输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压大于或等于所述第二阈值,即所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常,所述供电装置进入所述第一非储能供电模式,
19.其中,在所述第一非储能供电模式,当所述第一储能单元的电量低于第三阈值,所述第二输入电源还经由所述双向变流器对所述第一储能单元进行充电。
20.在其中的一个实施例中,在所述第一非储能供电模式,当所述第一输入电源和所述第二输入电源的供电电压均正常时,所述双向变流器将所述第二输入电源的电压转换获得的直流电压d1大于所述第一整流器将所述第一输入电源的电压转换获得的直流电压d2。
21.在其中的一个实施例中,所述供电装置还包括控制器,所述控制器电连接所述不间断供电模组和所述储能变流模组以控制所述不间断供电模组和所述储能变流模组的工作,所述控制器集成于所述储能变流模组内。
22.在其中的一个实施例中,所述供电装置还包括直流切换单元,所述直流切换单元的连接端连接所述第一储能单元,所述直流切换单元的第一切换端用于连接所述第一整流器的另一端和所述负载的第一输入端,所述直流切换单元的第二切换端连接所述双向变流器的一端,所述供电装置具有储能容量检测模式,在所述储能容量检测模式,当所述第一储能单元的当前容量满足放电测试要求时,所述第一储能单元经由所述直流切换单元向所述双向变流器的一端、所述负载的第一输入端提供第一直流电压,使得所述双向变流器将所述第一直流电压转换为第一交流电压并经由所述双向变流器的交流端提供至所述负载的第二输入端,以及获取放电过程中所述第一储能单元的放电电压和放电电流进而可计算所述第一储能单元的储能容量;
23.当所述第一储能单元放电结束后,所述第二输入电源经由所述双向变流器和所述直流切换单元将对应的所述第一储能单元充电,完成对应的所述第一储能单元的储能容量测试。
24.在其中的一个实施例中,所述直流切换单元和所述第一储能单元的数量均为多个,每个所述直流切换单元的连接端连接对应的一个所述第一储能单元,各所述直流切换单元的第一切换端均用于连接所述第一整流器的另一端和所述负载的第一输入端,各所述直流切换单元的第二切换端均连接所述双向变流器的一端,所述供电装置还用于依据预先设定顺序依次对多个所述第一储能单元进行储能容量测试,多个所述第一储能单元的储能容量测试步骤相同。
25.二方面,本发明提供了一种供电控制方法,应用于供电装置,所述供电装置包括第一储能单元、不间断供电模组及储能变流模组,所述不间断供电模组包括所述第一整流器,所述储能变流模组包括所述双向变流器;
26.所述第一整流器的一端用于与第一输入电源相连接,所述第一整流器的另一端分别用于与所述双向变流器的一端、所述第一储能单元的输出端和负载的第一输入端相连接,所述双向变流器的另一端用于与第二输入电源以及所述负载的第二输入端相连接,所述第一输入电源和所述第二输入电源为相互独立的交流输入电源,所述负载的第一输入端为直流输入端,所述负载的第二输入端为交流输入端,所述第一输入电源、所述第二输入电源和所述第一储能单元均用于向所述负载供电;所述控制方法包括:
27.当所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常时,控制所述第二输入电源经由所述双向变流器向所述负载的第一输入端供电,且控制所述第二输入电源向所述负载的第二输入端供电。
28.在其中的一个实施例中,当所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压
均正常时,所述供电装置处于第一非储能供电模式,所述供电控制方法包括:
29.在储能供电模式,控制所述第一储能单元对所述负载的第一输入端供电以及通过所述双向变流器对所述负载的第二输入端供电;
30.在第二非储能供电模式,控制所述第一输入电源经由所述第一整流器向所述负载的第一输入端供电,且控制所述第一输入电源经由所述第一整流器和所述双向变流器向所述负载的第二输入端供电。
31.在其中的一个实施例中,所述供电控制方法包括:
32.在第二混合供电模式,控制所述第一储能单元对所述负载的第一输入端供电,控制所述第二输入电源对所述负载的第二输入端供电。
33.在其中的一个实施例中,所述供电控制方法包括:
34.若所述第一输入电源输出的电压小于预设的第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压小于预设的第二阈值,则控制所述供电装置进入储能供电模式,进而所述第一储能单元用于对所述负载的第一输入端供电以及通过所述双向变流器对所述负载的第二输入端供电。
35.在其中的一个实施例中,所述供电控制方法包括:
36.若所述第一输入电源输出的电压小于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压大于或等于所述第二阈值,则控制所述供电装置进入所述第一非储能供电模式或所述第二混合供电模式;
37.若所述第一输入电源输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压小于所述第二阈值,则控制所述供电装置进入所述第二非储能供电模式。
38.在其中的一个实施例中,其中,
39.若所述第一输入电源输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压大于或等于所述第二阈值,则控制所述供电装置进入所述第一非储能供电模式或所述第二非储能供电模式,以及
40.在所述第一非储能供电模式,当所述第一储能单元的电量低于第三阈值,控制所述第二输入电源还经由所述双向变流器对所述第一储能单元进行充电。
41.在其中的一个实施例中,在所述第一非储能供电模式,当所述第一输入电源和所述第二输入电源的供电电压均正常时,所述双向变流器将所述第二输入电源的电压转换获得的直流电压d1大于所述第一整流器将所述第一输入电源的电压转换获得的直流电压d2。
42.在其中的一个实施例中,所述供电装置还包括直流切换单元,所述直流切换单元的连接端连接所述第一储能单元,所述直流切换单元的第一切换端用于连接所述第一整流器的另一端和所述负载的第一输入端,所述直流切换单元的第二切换端连接所述双向变流器的一端;所述供电控制方法还包括:
43.在储能容量检测模式,当所述第一储能单元的当前容量满足放电测试要求时,控制所述第一储能单元经由所述直流切换单元向所述双向变流器的一端、所述负载的第一输入端提供第一直流电压,使得所述双向变流器将所述第一直流电压转换为第一交流电压并经由所述双向变流器的交流端提供至所述负载的第二输入端,以及获取放电过程中所述第一储能单元的放电电压和放电电流进而可计算所述第一储能单元的储能容量;
44.当所述第一储能单元放电结束后,控制所述第二输入电源经由所述双向变流器和
所述直流切换单元将对应的所述第一储能单元充电,完成对应的所述第一储能单元的储能容量测试。
45.在其中的一个实施例中,述直流切换单元和所述第一储能单元的数量均为多个,每个所述直流切换单元的连接端连接对应的一个所述第一储能单元,各所述直流切换单元的第一切换端均用于连接所述第一整流器的另一端和所述负载的第一输入端,各所述直流切换单元的第二切换端均连接所述双向变流器的一端,
46.所述供电控制方法还包括获取预先设定顺序的步骤,所述供电控制方法中,依据所述预先设定顺序依次对多个所述第一储能单元进行储能容量测试,且多个所述第一储能单元的储能容量测试步骤相同。
47.三方面,本发明提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述的供电控制方法。
附图说明
48.图1是本发明一实施例的供电装置的结构示意图。
49.图2是图1所示供电装置的元件结构示意图。
50.图3是图1所示供电装置的在第一非储能供电模式的示意图。
51.图4是本发明又一实施例的供电装置的结构示意图。
52.图5是图4所示供电装置的不间断供电模组的连接示意图。
53.图6是图4所示供电装置的双向变流器的一种拓扑图。
54.图7是图4所示供电装置的双向变流器的另一种拓扑图。
55.图8是图1所示供电装置的在储能供电模式的示意图。
56.图9是图1所示供电装置的在第二混合供电模式的示意图。
57.图10是图1所示供电装置的在第二非储能供电模式的示意图。
58.图11是本发明另一实施例的供电装置的结构示意图。
59.图12是图11所示供电装置在储能容量检测模式的示意图。
60.图13是本发明一实施例的供电装置的控制方法的流程图。
61.图14是本发明又一实施例的供电装置的控制方法的流程图。
62.图15是本发明一实施例的计算机存储介质的结构示意图。
具体实施方式
63.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
64.本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相
对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
65.在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
66.如图1、图2所示,本发明提供了一种供电装置1,包括第一储能单元11、不间断供电模组12及储能变流模组13,其中,所述不间断供电模组12包括第一整流器121,所述储能变流模组13包括双向变流器131;所述第一整流器121的一端用于与第一输入电源2相连接,所述第一整流器121的另一端分别用于与所述双向变流器131的一端、所述第一储能单元11的输出端a1和负载3的第一输入端31相连接,所述双向变流器131的另一端用于与第二输入电源4以及所述负载3的第二输入端32相连接,所述第一输入电源2和所述第二输入电源4为相互独立的交流输入电源,所述负载3的第一输入端31为直流输入端,所述负载3的第二输入端32为交流输入端,所述第一输入电源2、所述第二输入电源4和所述第一储能单元11均用于向所述负载3供电;当所述第一输入电源2的电压和所述第二输入电源4的电压均正常时,所述第二输入电源4经由所述双向变流器131向所述负载3的第一输入端31供电,且所述第二输入电源4向所述负载3的第二输入端32供电。
67.本实施例中,所述第一输入电源2和所述第二输入电源4为相互独立的交流输入电源,所述第一整流器121的一端与第一输入电源2相连接,所述第一整流器121的另一端与所述负载3的第一输入端31相连接,所述双向变流器131的一端与第二输入电源4以及所述负载3的第二输入端32相连接,同时,所述第一整流器121与所述负载3的第一输入端31相连接的一端分别与所述双向变流器131的另一端、所述第一储能单元11的输出端a1相连接。请参阅图3所示,当所述第一输入电源2的电压和所述第二输入电源4的电压均正常时,此时,所述供电装置1处于第一非储能供电模式,所述第二输入电源4经由所述双向变流器向所述负载3的第一输入端31供电,且所述第二输入电源4向所述负载3的第二输入端32供电,如箭头方向所示。可以理解,此模式下,所述双向变流器131按整流器功能使用,直流输出(即所述负载的第一输入端)由所述双向变流器131提供电力,所述双向变流器131的效率约为98%,比普通不间断电源的整流器提供的高压直流效率高(约95%),因此,采用所述第二输入电源经由所述双向变流器131对所述负载的第一输入端进行供电,可以使系统供电效率更高,。
68.本技术实施例的所述供电装置1在所述第一输入电源2的电压和所述第二输入电源4的电压均正常的时候,可以通过所述第二输入电源4经由所述双向变流器向所述负载3的第一输入端31供电,且所述第二输入电源4向所述负载3的第二输入端32供电,可以有效提升所述供电装置1的供电效率和供电可靠性。
69.请参阅图4所示,在一些实施例中,所述双向变流器131包括高电位端e1、低电位端e2和中性电位端e3,所述供电装置1还包括第二整流器14和第二储能单元15,所述第二整流
器14的输入端c1用于与所述第一整流器121的输入端c1连接,所述第一储能单元11的负极端a2与所述第一整流器121的负输出端c2连接以及与所述双向变流器131的低电位端e2连接,所述第一储能单元11的正极端a3与所述第二储能单元15的负极端a2连接,所述第二储能单元15的正极端a3用于与所述第二整流器14的正输出端c3以及所述双向变流器131的高电位端e1连接,所述第一整流器121的正输出端c3还用于与所述第二整流器14的负输出端c2以及所述第一储能单元11的正极端a3和所述第二储能单元15的负极端a2之间的节点d连接,所述节点d连接所述中性电位端e3,所述第二整流器14的正输出端c3和所述节点d用于共同输出第一直流电压以向所述负载3的第三输入端33供电,所述节点d用于和所述第一整流器121的负输出端c2用于共同输出第二直流电压以向所述负载3的第一输入端31供电。需要说明的是,所述负载3可以是多个子负载,即多个用电装置,不同用电装置可以根据用电需求分别由所述第一输入电源,所述第二输入电源中的一个或多个通过所述第一输入端31、所述第二输入端32及所述第三输入端33向所述多个用电装置供电,其中,所述第一输入端31、所述第二输入端32及所述第三输入端33可以是不同用电装置的供电输入端,也可以是同一个用电装置的多个不同供电输入端。
70.请参阅图5所示,本实施例中,所述第一整流器121和所述第二整流器14的直流侧进行串联,并组成零线n输出,可以翻倍系统容量,同时兼容有零线输出的所述双向变流器131设计。对于直流侧带有所述中性电位端e3的所述双向变流器131,可以通过所述第一整流器121和所述第二整流器14串联方式兼容,例如第一整流器121输出电压为270v,容量为200kw,第二整流器14输出电压为270v,容量为200kw,通过串联第二整流器14使得直流电压为540v,总容量为400kw,如此可实现所述第一整流器121和所述第二整流器14输出容量翻倍。
71.请参阅图6、图7所示,本实施例中,有零线输出的所述双向变流器131可以是图6或图7所示拓扑结构,其中图6为交流侧单相拓扑,图7为交流侧三相拓扑,所述双向变流器131为三电平拓扑,实现双向ac/dc交流-直流变换。所述双向变流器131可以把交流电转换变成直流电,由于三电平拓扑结构,所述双向变流器131有零线输出,即具有正极、负极和零极,三个电极通过通断控制,使输出端得到幅值相等的矩形脉冲,代替正弦脉冲。
72.如图1、图2所示,所述供电装置1包括交流切换开关16,所述交流切换开关16的一端连接所述双向变流器131的另一端,另一端用于连接所述第二输入电源4;所述交流切换开关16为静态开关。通过设置交流切换开关16,可以使所述第一储能单元11和/或所述第二储能单元15经过所述双向变流器131逆变时,关断所述静态开关以实现更好的“离网”供电。
73.进一步地,所述供电装置1还具有第一非储能供电模式、储能供电模式、第二非储能供电模式、第二混合供电模式,上述多个不同的模式之间可以通过对电路的参数判断自动控制切换,也可以根据实际应用需要通过人工或者远近程控制装置进行手动切换。
74.具体来说,当所述第一输入电源2的电压和所述第二输入电源4的电压均正常时,所述供电装置1可以处于所述第一非储能供电模式,所述第二输入电源4经由所述双向变流器向所述负载3的第一输入端31供电,且所述第二输入电源4向所述负载3的第二输入端32供电。
75.在所述储能供电模式,所述第一储能单元11对所述负载3的第一输入端31供电以及通过所述双向变流器131对所述负载3的第二输入端32供电。
76.在所述第二非储能供电模式,所述第一输入电源2经由所述第一整流器121向所述负载3的第一输入端31供电,且所述第一输入电源2经由所述第一整流器121和所述双向变流器131向所述负载3的第二输入端32供电。
77.进一步地,在所述第二混合供电模式,所述第一储能单元11对所述负载3的第一输入端31供电,所述第二输入电源4对所述负载3的第二输入端32供电。
78.具体的,在一种实施例中,若所述第一输入电源2输出的电压小于预设的第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压小于预设的第二阈值,则所述供电装置1进入所述储能供电模式,进而所述第一储能单元11用于对所述负载3的第一输入端31供电以及通过所述双向变流器131对所述负载3的第二输入端32供电。
79.请参阅图8所示,本实施例中,所述第一阈值和所述第二阈值可以为供所述负载3正常工作的最低电压门限值,即所述第一输入电源2、所述第二输入电源4发生故障断电时,所述供电装置1进入所述储能供电模式,进而切换到所述第一储能单元11对所述负载3的第一输入端31供电以及通过所述双向变流器131对所述负载3的第二输入端32供电,此时,在所述双向变流器131逆变为交流电输出时候,为避免交流电反向馈电到所述第二输入电源4的输入端,所述交流切换开关16处于断开状态。
80.若所述第一输入电源2输出的电压小于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压大于或等于所述第二阈值,则所述供电装置1进入所述第一非储能供电模式或所述第二混合供电模式;请参阅图3、图9所示,本实施例中,所述第一阈值和所述第二阈值可以为供所述负载3正常工作的最低电压门限值,即所述第一输入电源2发生故障断电,且所述第二输入电源4正常供电时,所述供电装置1进入所述第一非储能供电模式,如图3所示,或所述第二混合供电模式,如图9所示。
81.若所述第一输入电源2输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压小于所述第二阈值,则所述供电装置1进入所述第二非储能供电模式。请参阅图10所示,本实施例中,所述第一阈值和所述第二阈值可以为供所述负载3正常工作的最低电压门限值,即所述第二输入电源4发生故障断电,且所述第一输入电源2正常供电时,所述供电装置1进入所述第二非储能供电模式,如图10所示。
82.若所述第一输入电源2输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压大于或等于所述第二阈值,即所述第一输入电源2的电压和所述第二输入电源4的电压均正常,所述供电装置1进入所述第一非储能供电模式,如图3所示。其中,在所述第一非储能供电模式,当所述第一储能单元11的电量低于第三阈值,所述第二输入电源4还经由所述双向变流器131对所述第一储能单元11进行充电,所述第三阈值可以为供所述负载3正常工作的最低电压门限值。
83.进一步地,在所述第一非储能供电模式,当所述第一输入电源2和所述第二输入电源4的供电电压均正常时,所述双向变流器131将所述第二输入电源4的电压转换获得的直流电压d1大于所述第一整流器121将所述第一输入电源2的电压转换获得的直流电压d2。通过上述设置,当所述第一输入电源2和所述第二输入电源4的供电电压均正常时,由于所述双向变流器131将所述第二输入电源4的电压转换获得的直流电压d1大于所述第一整流器121将所述第一输入电源2的电压转换获得的直流电压d2,从而无需其他控制,即可使得所述负载2的第一输入端的电压是由所述双向变流器131提供(即所述负载2的第一输入端的
电压为d1),上述控制方式成本较低且可靠性较高。
84.进一步地,请参阅图1、图2所示,所述供电装置1还包括控制器17,所述控制器17电连接所述不间断供电模组12和所述储能变流模组以控制所述不间断供电模组12和所述储能变流模组的工作,所述控制器17集成于所述储能变流模组13内。所述控制器17通过通讯接收后台控制指令,可以根据实际电路情况控制各种模式的切换,实现对所述供电装置1的供电调节,保障所述供电装置1的可靠性。需要说明的是,除所述控制器17通过通讯接收后台控制指令,根据实际电路情况控制各种模式的切换外,所述供电装置1也支持根据实际应用需要通过人工或者远近程控制装置进行手动切换,使操作更加方便,用户体验更佳。
85.请参阅图11所示,在另一些实施例中,所述供电装置1还包括直流切换单元18,所述直流切换单元18的连接端b1连接所述第一储能单元11,所述直流切换单元18的第一切换端b2用于连接所述第一整流器121的另一端和所述负载3的第一输入端31,所述直流切换单元18的第二切换端b3连接所述双向变流器131的一端,所述供电装置1具有储能容量检测模式,在所述储能容量检测模式,当所述第一储能单元11的当前容量满足放电测试要求时,所述第一储能单元11经由所述直流切换单元18向所述双向变流器131的一端、所述负载3的第一输入端31提供第一直流电压,使得所述双向变流器131将所述第一直流电压转换为第一交流电压并经由所述双向变流器131的交流端提供至所述负载3的第二输入端32,以及获取放电过程中所述第一储能单元11的放电电压和放电电流进而可计算所述第一储能单元11的储能容量;当所述第一储能单元11放电结束后,所述第二输入电源4经由所述双向变流器131和所述直流切换单元18将对应的所述第一储能单元11充电,完成对应的所述第一储能单元11的储能容量测试。可以理解,在整个放电过程中,可以获得连续的所述第一储能单元11的放电电压和放电电流,从而使所述第一储能单元11的储能容量计算更加精确。
86.进一步地,所述直流切换单元18和所述第一储能单元11的数量均为多个,每个所述直流切换单元18的连接端b1连接对应的一个所述第一储能单元11,各所述直流切换单元18的第一切换端b2均用于连接所述第一整流器121的另一端和所述负载3的第一输入端31,各所述直流切换单元18的第二切换端b3均连接所述双向变流器131的一端,所述供电装置1还用于依据预先设定顺序依次对多个所述第一储能单元11进行储能容量测试,多个所述第一储能单元11的储能容量测试步骤相同。需要说明的是,所述储能容量检测模式可以通过所述控制器17接收后台控制指令进行切换,也可以根据实际应用需要通过人工或者远近程控制装置进行手动切换,使操作更加方便,用户体验更佳。
87.请参阅图12所示,可以理解,图中配置有四组所述第一储能单元11,每组所述第一储能单元11均连接所述直流切换单元18,各所述直流切换单元18的第一切换端b2均用于连接所述第一整流器121的另一端和所述负载3的第一输入端31,各所述直流切换单元18的第二切换端b3均连接所述双向变流器131的一端,通过控制不同的所述直流切换单元18的切换状态可以使不同的所述第一储能单元11向所述负载3的第一输入端31或所述负载3的第二输入端32供电,如图12中,左侧两个所述第一储能单元11通过所述直流切换单元18向所述负载3的第二输入端32供电,右侧两个所述第一储能单元11通过所述直流切换单元18向所述负载3的第一输入端31供电,因此可以兼容多种所述第一储能单元11运行模式,例如,两套电源装置直流电压设置为不同时候,可以把若干组所述第一储能单元11分组配置到不同电源装置上;或者两套电源装置直流电压设置为相同时候,可以并联所有所述第一储能
单元11,当两套电源输出功率不一致时候,可以通过共享所述第一储能单元11平衡每组所述第一储能单元11输出功率。
88.请参阅图13所示,本实施例中,所述控制器17可以执行所述供电装置1的供电控制方法,所述控制方法包括如下步骤:
89.步骤s11:判断所述第一输入电源2输出的电压是否大于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压是否大于所述第二阈值。若所述第一输入电源2输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压大于或等于所述第二阈值,则执行步骤s21,若所述第一输入电源2输出的电压小于预设的第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压小于预设的第二阈值,则执行步骤s31,若所述第一输入电源2输出的电压小于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压大于或等于所述第二阈值,则执行步骤s41,若所述第一输入电源2输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压小于所述第二阈值,则执行步骤s51。
90.步骤s21:若所述第一输入电源2输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压大于或等于所述第二阈值,则控制所述供电装置1进入所述第一非储能供电模式或所述第二非储能供电模式。
91.在第一非储能供电模式下,所述方法包括以下步骤:
92.步骤s22:当所述第一输入电源2的电压和所述第二输入电源4的电压均正常时,控制所述第二输入电源4经由所述双向变流器向所述负载3的第一输入端31供电,且控制所述第二输入电源4向所述负载3的第二输入端32供电。
93.步骤s23:在所述第一非储能供电模式,当所述第一储能单元11的电量低于第三阈值,控制所述第二输入电源4还经由所述双向变流器131对所述第一储能单元11进行充电。
94.在第二非储能供电模式下,所述方法包括以下步骤:
95.步骤s24:在第二非储能供电模式,控制所述第一输入电源2经由所述第一整流器121向所述负载3的第一输入端31供电,且控制所述第一输入电源2经由所述第一整流器121和所述双向变流器131向所述负载3的第二输入端32供电。
96.进一步地,所述供电控制方法还包括:
97.步骤s31:若所述第一输入电源2输出的电压小于预设的第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压小于预设的第二阈值,则控制所述供电装置1进入储能供电模式,进而所述第一储能单元11用于对所述负载3的第一输入端31供电以及通过所述双向变流器131对所述负载3的第二输入端32供电。
98.步骤s32:在储能供电模式,控制所述第一储能单元11对所述负载3的第一输入端31供电以及通过所述双向变流器131对所述负载3的第二输入端32供电。
99.进一步地,所述供电控制方法还包括:
100.步骤s41:若所述第一输入电源2输出的电压小于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压大于或等于所述第二阈值,则控制所述供电装置1进入所述第一非储能供电模式或所述第二混合供电模式。
101.在第一非储能供电模式下,可以执行上述步骤s22、s23,具体内容在步骤s22、s23中已进行说明,此处不再赘述。
102.在第二混合供电模式下,所述方法包括以下步骤:
103.步骤s42:在第二混合供电模式,控制所述第一储能单元11对所述负载3的第一输入端31供电,控制所述第二输入电源4对所述负载3的第二输入端32供电。
104.进一步地,所述供电控制方法还包括:
105.步骤s51:若所述第一输入电源2输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源4输出的电压小于所述第二阈值,则控制所述供电装置1进入所述第二非储能供电模式。
106.在第二非储能供电模式下,可以执行上述步骤s24,具体内容在步骤s24中已进行说明,此处不再赘述。
107.进一步地,在所述第一非储能供电模式,当所述第一输入电源2和所述第二输入电源4的供电电压均正常时,所述双向变流器131将所述第二输入电源4的电压转换获得的直流电压d1大于所述第一整流器121将所述第一输入电源2的电压转换获得的直流电压d2。
108.进一步地,如图14所示,所述供电控制方法还包括:
109.步骤s61:在储能容量检测模式,当所述第一储能单元11的当前容量满足放电测试要求时,控制所述第一储能单元11经由所述直流切换单元18向所述双向变流器131的一端、所述负载3的第一输入端31提供第一直流电压,使得所述双向变流器131将所述第一直流电压转换为第一交流电压并经由所述双向变流器131的交流端提供至所述负载3的第二输入端32,以及获取放电过程中所述第一储能单元11的放电电压和放电电流进而可计算所述第一储能单元11的储能容量。
110.步骤s62:当所述第一储能单元11放电结束后,控制所述第二输入电源4经由所述双向变流器131和所述直流切换单元18将对应的所述第一储能单元11充电,完成对应的所述第一储能单元11的储能容量测试。
111.进一步地,述直流切换单元18和所述第一储能单元11的数量均为多个,每个所述直流切换单元18的连接端b1连接对应的一个所述第一储能单元11,各所述直流切换单元18的第一切换端b2均用于连接所述第一整流器121的另一端和所述负载3的第一输入端31,各所述直流切换单元18的第二切换端b3均连接所述双向变流器131的一端,
112.所述供电控制方法还包括获取预先设定顺序的步骤,所述供电控制方法中,依据所述预先设定顺序依次对多个所述第一储能单元11进行储能容量测试,且多个所述第一储能单元11的储能容量测试步骤相同。
113.参阅图15,图15为本技术实施例的存储介质的结构示意图。本技术实施例的存储介质为计算机可读存储介质,其存储有能够实现上述所有方法的程序文件100,其中,该程序文件100可以以软件产品的形式存储在上述计算机可读存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质,或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。
114.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以
结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
115.另外,在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
116.以上仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征:
1.一种供电装置,包括:第一储能单元、不间断供电模组及储能变流模组,所述不间断供电模组包括第一整流器,所述储能变流模组包括双向变流器;所述第一整流器的一端用于与第一输入电源相连接,所述第一整流器的另一端分别用于与所述双向变流器的一端、所述第一储能单元的输出端和负载的第一输入端相连接,所述双向变流器的另一端用于与第二输入电源以及所述负载的第二输入端相连接,所述第一输入电源和所述第二输入电源为相互独立的交流输入电源,所述负载的第一输入端为直流输入端,所述负载的第二输入端为交流输入端,所述第一输入电源、所述第二输入电源和所述第一储能单元均用于向所述负载供电;当所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常时,所述第二输入电源经由所述双向变流器向所述负载的第一输入端供电,且所述第二输入电源向所述负载的第二输入端供电。2.根据权利要求1所述的供电装置,其特征在于,所述双向变流器包括高电位端、低电位端和中性电位端,所述供电装置还包括第二整流器和第二储能单元,所述第二整流器的输入端用于与所述第一整流器的输入端连接,所述第一储能单元的负极端与所述第一整流器的负输出端连接以及与所述双向变流器的低电位端连接,所述第一储能单元的正极端与所述第二储能单元的负极端连接,所述第二储能单元的正极端用于与所述第二整流器的正输出端以及所述双向变流器的高电位端连接,所述第一整流器的正输出端还用于与所述第二整流器的负输出端以及所述第一储能单元的正极端和所述第二储能单元的负极端之间的节点连接,所述节点连接所述中性电位端,所述第二整流器的正输出端和所述节点用于共同输出第一直流电压以向所述负载的第三输入端供电,所述节点用于和所述第一整流器的负输出端用于共同输出第二直流电压以向所述负载的第一输入端供电。3.根据权利要求1所述的供电装置,其特征在于,所述供电装置包括交流切换开关,所述切换开关的一端连接所述双向变流器的另一端,另一端用于连接所述第二输入电源;所述交流切换开关为静态开关。4.根据权利要求1所述的供电装置,其特征在于,当所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常时,所述供电装置处于第一非储能供电模式;在储能供电模式,所述第一储能单元对所述负载的第一输入端供电以及通过所述双向变流器对所述负载的第二输入端供电;在第二非储能供电模式,所述第一输入电源经由所述第一整流器向所述负载的第一输入端供电,且所述第一输入电源经由所述第一整流器和所述双向变流器向所述负载的第二输入端供电。5.根据权利要求4所述的供电装置,其特征在于,在第二混合供电模式,所述第一储能单元对所述负载的第一输入端供电,所述第二输入电源对所述负载的第二输入端供电。6.根据权利要求5所述的供电装置,其特征在于,若所述第一输入电源输出的电压小于预设的第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压小于预设的第二阈值,则所述供电装置进入所述储能供电模式,进而所述第一储能单元用于对所述负载的第一输入端供电以及通过所述双向变流器对所述负载的第二输入端供电。7.根据权利要求6所述的供电装置,其特征在于,
若所述第一输入电源输出的电压小于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压大于或等于所述第二阈值,则所述供电装置进入所述第一非储能供电模式或所述第二混合供电模式;若所述第一输入电源输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压小于所述第二阈值,则所述供电装置进入所述第二非储能供电模式。8.根据权利要求6所述的供电装置,其中,若所述第一输入电源输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压大于或等于所述第二阈值,即所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常,所述供电装置进入所述第一非储能供电模式,其中,在所述第一非储能供电模式,当所述第一储能单元的电量低于第三阈值,所述第二输入电源还经由所述双向变流器对所述第一储能单元进行充电。9.根据权利要求8所述的供电装置,其特征在于,在所述第一非储能供电模式,当所述第一输入电源和所述第二输入电源的供电电压均正常时,所述双向变流器将所述第二输入电源的电压转换获得的直流电压d1大于所述第一整流器将所述第一输入电源的电压转换获得的直流电压d2。10.根据权利要求1所述的供电装置,其特征在于,所述供电装置还包括控制器,所述控制器电连接所述不间断供电模组和所述储能变流模组以控制所述不间断供电模组和所述储能变流模组的工作,所述控制器集成于所述储能变流模组内。11.根据权利要求1所述的供电装置,其特征在于,所述供电装置还包括直流切换单元,所述直流切换单元的连接端连接所述第一储能单元,所述直流切换单元的第一切换端用于连接所述第一整流器的另一端和所述负载的第一输入端,所述直流切换单元的第二切换端连接所述双向变流器的一端,所述供电装置具有储能容量检测模式,在所述储能容量检测模式,当所述第一储能单元的当前容量满足放电测试要求时,所述第一储能单元经由所述直流切换单元向所述双向变流器的一端、所述负载的第一输入端提供第一直流电压,使得所述双向变流器将所述第一直流电压转换为第一交流电压并经由所述双向变流器的交流端提供至所述负载的第二输入端,以及获取放电过程中所述第一储能单元的放电电压和放电电流进而可计算所述第一储能单元的储能容量;当所述第一储能单元放电结束后,所述第二输入电源经由所述双向变流器和所述直流切换单元将对应的所述第一储能单元充电,完成对应的所述第一储能单元的储能容量测试。12.根据权利要求11所述的供电装置,其特征在于,所述直流切换单元和所述第一储能单元的数量均为多个,每个所述直流切换单元的连接端连接对应的一个所述第一储能单元,各所述直流切换单元的第一切换端均用于连接所述第一整流器的另一端和所述负载的第一输入端,各所述直流切换单元的第二切换端均连接所述双向变流器的一端,所述供电装置还用于依据预先设定顺序依次对多个所述第一储能单元进行储能容量测试,多个所述第一储能单元的储能容量测试步骤相同。13.一种供电控制方法,应用于供电装置,所述供电装置包括第一储能单元、不间断供电模组及储能变流模组,所述不间断供电模组包括第一整流器,所述储能变流模组包括双向变流器;
所述第一整流器的一端用于与第一输入电源相连接,所述第一整流器的另一端分别用于与所述双向变流器的一端、所述第一储能单元的输出端和负载的第一输入端相连接,所述双向变流器的另一端用于与第二输入电源以及所述负载的第二输入端相连接,所述第一输入电源和所述第二输入电源为相互独立的交流输入电源,所述负载的第一输入端为直流输入端,所述负载的第二输入端为交流输入端,所述第一输入电源、所述第二输入电源和所述第一储能单元均用于向所述负载供电;所述控制方法包括:当所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常时,控制所述第二输入电源经由所述双向变流器向所述负载的第一输入端供电,且控制所述第二输入电源向所述负载的第二输入端供电。14.根据权利要求13所述的供电控制方法,其特征在于,当所述第一输入电源的电压和所述第二输入电源的电压均正常时,所述供电装置处于第一非储能供电模式,所述供电控制方法还包括:在储能供电模式,控制所述第一储能单元对所述负载的第一输入端供电以及通过所述双向变流器对所述负载的第二输入端供电;在第二非储能供电模式,控制所述第一输入电源经由所述第一整流器向所述负载的第一输入端供电,且控制所述第一输入电源经由所述第一整流器和所述双向变流器向所述负载的第二输入端供电。15.根据权利要求14所述的供电控制方法,其特征在于,所述供电控制方法包括:在第二混合供电模式,控制所述第一储能单元对所述负载的第一输入端供电,控制所述第二输入电源对所述负载的第二输入端供电。16.根据权利要求15所述的供电控制方法,其特征在于,所述供电控制方法包括:若所述第一输入电源输出的电压小于预设的第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压小于预设的第二阈值,则控制所述供电装置进入储能供电模式,进而所述第一储能单元用于对所述负载的第一输入端供电以及通过所述双向变流器对所述负载的第二输入端供电。17.根据权利要求16所述的供电控制方法,其特征在于,所述供电控制方法包括:若所述第一输入电源输出的电压小于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压大于或等于所述第二阈值,则控制所述供电装置进入所述第一非储能供电模式或所述第二混合供电模式;若所述第一输入电源输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压小于所述第二阈值,则控制所述供电装置进入所述第二非储能供电模式。18.根据权利要求16所述的供电控制方法,其中,若所述第一输入电源输出的电压大于或等于所述第一阈值,且所述第二输入电源输出的电压大于或等于所述第二阈值,则控制所述供电装置进入所述第一非储能供电模式或所述第二非储能供电模式,以及在所述第一非储能供电模式,当所述第一储能单元的电量低于第三阈值,控制所述第二输入电源还经由所述双向变流器对所述第一储能单元进行充电。19.根据权利要求18所述的供电控制方法,其特征在于,在所述第一非储能供电模式,当所述第一输入电源和所述第二输入电源的供电电压均
正常时,所述双向变流器将所述第二输入电源的电压转换获得的直流电压d1大于所述第一整流器将所述第一输入电源的电压转换获得的直流电压d2。20.根据权利要求13所述的供电控制方法,其特征在于,所述供电装置还包括直流切换单元,所述直流切换单元的连接端连接所述第一储能单元,所述直流切换单元的第一切换端用于连接所述第一整流器的另一端和所述负载的第一输入端,所述直流切换单元的第二切换端连接所述双向变流器的一端;所述供电控制方法还包括:在储能容量检测模式,当所述第一储能单元的当前容量满足放电测试要求时,控制所述第一储能单元经由所述直流切换单元向所述双向变流器的一端、所述负载的第一输入端提供第一直流电压,使得所述双向变流器将所述第一直流电压转换为第一交流电压并经由所述双向变流器的交流端提供至所述负载的第二输入端,以及获取放电过程中所述第一储能单元的放电电压和放电电流进而可计算所述第一储能单元的储能容量;当所述第一储能单元放电结束后,控制所述第二输入电源经由所述双向变流器和所述直流切换单元将对应的所述第一储能单元充电,完成对应的所述第一储能单元的储能容量测试。21.根据权利要求20所述的供电控制方法,其特征在于,述直流切换单元和所述第一储能单元的数量均为多个,每个所述直流切换单元的连接端连接对应的一个所述第一储能单元,各所述直流切换单元的第一切换端均用于连接所述第一整流器的另一端和所述负载的第一输入端,各所述直流切换单元的第二切换端均连接所述双向变流器的一端,所述供电控制方法还包括获取预先设定顺序的步骤,所述供电控制方法中,依据所述预先设定顺序依次对多个所述第一储能单元进行储能容量测试,且多个所述第一储能单元的储能容量测试步骤相同。22.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求13-21项任意一项所述的供电控制方法。
技术总结
本发明涉及供电技术领域,本发明提供了一种供电装置,包括第一储能单元、不间断供电模组及储能变流模组,所述不间断供电模组包括第一整流器,所述储能变流模组包括双向变流器;所述第一整流器的一端用于与第一输入电源相连接,所述第一整流器的另一端分别用于与所述双向变流器的一端、所述第一储能单元的输出端和负载的第一输入端相连接,所述双向变流器的另一端用于与第二输入电源以及所述负载的第二输入端相连接,所述第一输入电源和所述第二输入电源为相互独立的交流输入电源,所述负载的第一输入端为直流输入端,所述负载的第二输入端为交流输入端,所述第一输入电源、所述第二输入电源和所述第一储能单元均用于向所述负载供电。负载供电。负载供电。
技术研发人员:陈炎昌
受保护的技术使用者:深圳航羿知识产权服务有限公司
技术研发日:2023.05.24
技术公布日:2023/7/18
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