冗余不間斷電源系統的制作方法
【專利說明】
[000。相關申請香叉引用
[0002] 本申請是非臨時申請，要求于2014年3月11日申請的名稱為"REDUNDANT UNINTERRUPTIBLEPOWERSUPPLYSYSTEMS"的美國臨時專利申請序號 61/951，281 的優(yōu)先 權，其通過引用被全部并入本文中。
技術領域
[0003] 本發(fā)明的領域一般設及不間斷電源，并且更具體地設及在環(huán)形母線（ringbus)架 構中實現不間斷電源。
【背景技術】
[0004] 健康的功率系統能夠將功率供應到一個或多個負載。該些功率系統可W包括功率 的產生、傳輸、整流、逆變和變換的組合W供應用于電子、光、機械和/或核應用和負載的能 量。當實現功率系統和架構時，實際的考慮因素包括成本、大小、可靠性和實施容易度。
[0005]在至少一些已知的功率系統中，一個或多個不間斷電源扣P巧便于將功率供應到 負載。WS便于確保即使在功率系統的一個或多個組件故障時，功率也被連續(xù)地供應到一個 或多個重要負載。因此，WS提供冗余電源。WS可W用在許多應用中（例如，公用電網變 電站、工廠、海上系統、高安全性系統、醫(yī)院、數據通訊和遠程通訊中屯、、半導體制造基地、核 電廠等）。進一步地，UPS可W用在高、中或低功率的應用中。例如，UPS可W用在相對小的 功率系統（例如娛樂或消費系統）或微型系統（例如基于巧片的系統）中。
[0006]在至少一些已知的功率系統中，不同的電源（諸如單獨的UP巧可能相互干擾。如 果電源相互之間不同步，則他們可能開始相互覆蓋，引起振蕩或其它不期望的效應，影響 傳送到一個或多個負載的功率。進一步地，如果單獨的WS都相對于公共參考角（common referenceangle)操作并且公用電網（utility)變成從單獨的UPS中的至少一個斷開，貝U 用于一個WS的公共參考角可能漂移，變成與另一WS的公共參考角不同，該可能影響功率 系統的負載分配和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內容】

[0007]在一個方面，提供了一種系統。所述系統包括；公用電網；多個不間斷電源UPS; 環(huán)形母線；至少一個負載，所述負載電禪連到所述多個WS和所述環(huán)形母線；W及控制器， 所述控制器通信禪連到所述多個UPS，所述控制器被配置成；確定在所述公用電網從所述 多個UPS中的至少一個UPS斷開時的公共參考角；計算所述多個UPS中每一個UPS的相位 角，其中，每個UPS的相位角是相對于所述公共參考角計算的；W及基于相應計算的相位角 控制每個UPS的操作。
[000引在另一方面，提供了一種用于控制電源系統的控制器，所述電源系統包括公用電 網、多個不間斷電源UPS、環(huán)形母線和電禪連到所述多個WS和所述環(huán)形母線的至少一個負 載。所述控制器包括；處理器；W及存儲裝置，所述存儲裝置通信禪連到所述處理器，所述 存儲裝置存儲可執(zhí)行指令，所述可執(zhí)行指令被配置成使所述處理器；確定在所述公用電網 從所述多個UPS中的至少一個UPS斷開時的公共參考角；計算所述多個UPS中每一個UPS 的相位角，其中，每個UPS的相位角是相對于所述公共參考角計算的；W及基于相應計算的 相位角控制每個UPS的操作。
[0009] 優(yōu)選的，為了確定所述公共參考角，所述可執(zhí)行指令被配置成使所述處理器確定 當所述公用電網變成從小于所有的所述多個UPS上斷開時的公共參考角。
[0010] 優(yōu)選的，為了確定所述公共參考角，所述可執(zhí)行指令被配置成使所述處理器確定 所述公共參考角為所述環(huán)形母線上的電壓的相位角。
[0011] 優(yōu)選的，為了確定所述公共參考角，所述控制器被配置成基于所述環(huán)形母線上的 電壓是否近似等于所述多個UPS中的一個UPS的輸出電壓確定公共參考角。
[0012] 優(yōu)選的，該控制器還被配置成：當所述環(huán)形母線上的電壓近似等于所述一個UPS 的輸出電壓時，確定公共參考角為所述環(huán)形母線上的電壓的相位角；W及當所述環(huán)形母線 上的電壓不等于所述一個UPS的輸出電壓時，確定公共參考角為所述公用電網的輸出電壓 的相位角。
[0013] 優(yōu)選的，為了確定所述公共參考角，該控制器被配置成；改變所述多個UPS中一個 WS的初始相位角；W及基于所述一個UPS的輸出功率是否等于禪連到所述一個UPS的關 聯負載的接收功率，確定公共參考角。當所述輸出功率不等于所接收的功率時，確定公共參 考角為所述環(huán)形母線上的電壓的相位角；W及當所述輸出功率等于所接收的功率時，確定 公共參考角為所述公用電網上的輸出電壓的相位角。在又一方面，提供了一種控制電源系 統的方法。所述電源系統包括公用電網、多個不間斷電源UPS、環(huán)形母線和電禪連到所述多 個WS和所述環(huán)形母線的至少一個負載。所述方法包括；確定在所述公用電網從所述多個 UPS中的至少一個WS斷開時的公共參考角；使用通信禪連到所述多個UPS的控制器計算 所述多個WS中每一個WS的相位角，其中，每個WS的相位角是相對于所述公共參考角計 算的；W及基于相應計算的相位角控制每個UPS的操作。
[0014] 優(yōu)選的，確定公共參考角包括確定當所述公用電網變成從所有的所述多個WS上 斷開時的公共參考角。
[0015] 優(yōu)選的，確定所述公共參考角包括確定當所述公用電網變成從小于所有的所述多 個WS上斷開時的公共參考角。
[0016] 優(yōu)選的，確定所述公共參考角包括確定所述公共參考角為所述環(huán)形母線上的電壓 的相位角。
【附圖說明】
[0017] 圖1是示意性電源系統的示意圖。
[001引圖2是圖1中所示的系統的簡化圖。
[0019] 圖3是圖示可W用在圖1和2中所示的系統的示例性負載分配算法的圖。
[0020] 圖4是可W用在圖1和2中所示的系統的示例性負載分配算法的邏輯圖。
[0021] 圖5是可W用在圖1和2中所示的系統的示例性負載分配算法的邏輯圖。
[002引圖6是圖示將不間斷電源扣喲熱切入到電源系統中的示意圖。
[0023] 圖7是在如圖6所示將UPS熱切入到電源系統中的時候可W使用的示例性負載分 配算法的邏輯圖。
[0024] 圖8是圖示從電源系統熱切出UPS的示意圖。
[0025] 圖9是示例性電源系統的示意圖。
[0026] 圖10是不例性電源系統的不意圖。
[0027] 圖11是示例性電源系統的示意圖。
[002引 圖12是不例性電源系統的不意圖。
[0029] 圖13是用于確定公共參考角的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0030] 該里描述不間斷電源系統的示例性實施例。公用電網電禪連到多個不間斷電源。 多個不間斷電源排列成環(huán)形母線布置，并被配置成將功率供應到至少一個負載?？刂蒲b置 通信禪連到多個不間斷電源?？刂蒲b置被配置成在公用電網從多個不間斷電源中的至少一 個斷開的情況下確定公共參考角。
[0031] 圖1是示例性冗余隔離-并聯（I巧不間斷電源扣P巧系統100的示意圖。在示 例性實施例中，系統100包括排列成如本文中描述的環(huán)形架構或并聯架構的多個UPS102。 具體地，在示例性實施例中，系統100包括第一UPS104、第二UPS106、第SUPS108和第 四UPS110。替代性地，系統100可W包括能夠使系統100如本文中描述的起作用的任何數 目的UPS102。在示例性實施例中，系統100是S線制系統。替代性地，系統100可W是四 線制系統（即包括到達每個負載的中性線的系統）。
[0032] 在示例性實施例中，UPS102是靜態(tài)雙變換UPS(即真正的在線系統的系統）。靜 態(tài)和旋轉WS可能需要用于電壓和頻率的下垂控制技術。在一些情況下，單獨用于頻率的 下垂控制可能是足夠的。在一些實施例中，下垂控制技術根據負載是線性的或非線性的被 適應性修改。
[0033] 系統100便于將功率提供給一個或多個負載120。在正常運行下，一個或多個公用 電網122用作電源，將功率提供給負載120。公用電網122可W向系統100提供交流（AC) 或直流值C)電。在來自公用電網122的功率未能到達負載120 (例如由于公用電網122和 /或公用電網122和負載120之間的裝置故障）的情況下，系統100利用UPS102保持將功 率流向負載120,正如本文中描述的那樣。在示例性實施例中，系統100包括第一負載124、 第二負載126、第S負載128和第四負載130。替代性地，系統100可W包括能夠使系統100 如本文中描述的起使用的任何數目的負載120。
[0034] 每個負載120電禪連于關聯的UPS102和環(huán)形母線132之間。具體地，在示例性 實施例中，每個負載120通過關聯的負載斷路器134禪連到環(huán)形母線132。進一步地，環(huán)形 母線132包括多個環(huán)形母線斷路器136。在環(huán)形母線132的任何區(qū)段故障或關斷的情況下， 系統100的架構確保功率仍然能夠到達負載120。值得注意的是，圖1中所示的架構只是 示例性的。例如，在一些實施例中，負載120可W直接禪連到環(huán)形母線132或者可W禪連于 UPS102之間。進一步地，系統100可W包括直接禪連到環(huán)形母線132的另外的UPS138。
[0035] 在示例性實施例中，每個UPS102電禪連于輸入開關裝置140和輸出開關裝置142 之間。輸入開關裝置140電禪連到并聯開關裝置144,并聯開關裝置144又通過關聯的變 壓器146電禪連到公用電網122。在示例性實施例中，每個并聯開關裝置144還電禪連到