一種不間斷電源ups裝置及其供電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不間斷電源UPS裝置及其供電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大功率不間斷電源UPS主要應(yīng)用于大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房等，數(shù)據(jù)中心機(jī)房的能耗降低是行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。UPS是從市電電網(wǎng)取電，通過(guò)整流器將交流電變換成直流，經(jīng)過(guò)直流母線連接到逆變器，再經(jīng)逆變器將直流電變換為交流電為負(fù)載供電。
[0003]為了保證市電電網(wǎng)斷電時(shí)持續(xù)供電，直流母線還通過(guò)電池變換器連接蓄電池。市電電網(wǎng)供電過(guò)程中，在整流器的輸出滿(mǎn)足負(fù)載功率要求的情況下，控制電池變換器從直流母線中取電為蓄電池充電；在蓄電池充滿(mǎn)電且不需要使用蓄電池為負(fù)載供電時(shí)關(guān)閉電池變換器；在市電電網(wǎng)斷電時(shí)，控制電池變換器從蓄電池取電輸出到直流母線上，經(jīng)逆變器為負(fù)載供電。
[0004]目前為了降低大功率UPS的能耗，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源供電是節(jié)能降耗的一大重要方法。通常的做法是將太陽(yáng)能或風(fēng)能發(fā)電，并通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備并入電網(wǎng)，再提供給用戶(hù)使用。但將可再生能源逆變并網(wǎng)的環(huán)節(jié)需要專(zhuān)業(yè)的并網(wǎng)設(shè)備，增加了設(shè)備投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種不間斷電源UPS裝置及其供電的方法，既可以降低能耗又可以減少設(shè)備投資。
[0006]本發(fā)明提供一種不間斷電源UPS裝置，包括:
[0007]太陽(yáng)能電池，用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能并儲(chǔ)存；
[0008]UPS模塊，包括整流器、DC/DC變換器、逆變器和控制器；
[0009]所述整流器輸入端與電網(wǎng)連接，輸出端通過(guò)直流母線與所述逆變器連接，控制端與所述控制器連接；
[0010]所述DC/DC變換器輸入端與太陽(yáng)能電池連接、輸出端通過(guò)直流母線與逆變器連接，反饋端與控制器連接，將太陽(yáng)能電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中，將變換后輸出的直流電的電流值反饋到所述控制器；
[0011]所述逆變器在所述控制器的控制下，將直流母線中的直流電變換為交流電為負(fù)載供電；
[0012]所述控制器根據(jù)DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽(yáng)能電池能夠滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，關(guān)閉整流器，確定太陽(yáng)能電池不能滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)開(kāi)啟整流器，將電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出到直流母線上。
[0013]優(yōu)選地，所述UPS裝置還包括:
[0014]蓄電池；
[0015]所述UPS模塊還包括:電池變換器，分別連接所述蓄電池、控制器和直流母線，根據(jù)控制器的控制將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中，或者從直流母線中取電為蓄電池充電；
[0016]所述控制器還用于根據(jù)DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽(yáng)能電池能夠滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，控制所述電池變換器從直流母線取電為蓄電池充電，確定電網(wǎng)斷電且確定太陽(yáng)能電池不能滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，控制所述電池變換器將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中。
[0017]優(yōu)選地，所述UPS裝置還包括:
[0018]UPS旁路，分別與電網(wǎng)、逆變器和負(fù)載連接，檢測(cè)到所述逆變器發(fā)生故障時(shí)，接通電網(wǎng)和負(fù)載的連接，否則斷開(kāi)電網(wǎng)和負(fù)載的連接。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例還提供另一種不間斷電源UPS裝置，包括:
[0020]太陽(yáng)能電池，用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能并儲(chǔ)存；
[0021]至少一個(gè)UPS模塊，每個(gè)UPS模塊包括整流器、逆變器和控制器；
[0022]所述整流器輸入端通過(guò)切換開(kāi)關(guān)選擇與電網(wǎng)連接或與太陽(yáng)能電池連接，輸出端通過(guò)直流母線與所述逆變器連接，控制端與所述控制器連接；
[0023]所述逆變器在所述控制器的控制下，將直流母線中的直流電變換為交流電為負(fù)載供電；
[0024]所述控制器控制整流器通過(guò)切換開(kāi)關(guān)選擇與電網(wǎng)連接或與太陽(yáng)能電池連接，所述整流器與電網(wǎng)連接時(shí)，將電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出到直流母線上，所述整流器與太陽(yáng)能電池連接時(shí)，將太陽(yáng)能電池輸入的直流電變換后輸出到直流母線上。
[0025]優(yōu)選地,所述UPS裝置還包括:
[0026]蓄電池；
[0027]每個(gè)UPS模塊還包括:電池變換器，分別連接所述蓄電池、控制器和直流母線，根據(jù)控制器的控制將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中，或者從直流母線中取電為蓄電池充電；
[0028]所述控制器還用于確定整流器的電流輸出能夠滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，控制所述電池變換器從直流母線取電為蓄電池充電，整流器的電流輸出不能滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，控制所述電池變換器將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中。
[0029]優(yōu)選地，所述UPS裝置還包括:
[0030]UPS旁路，分別與電網(wǎng)、每個(gè)UPS模塊中的逆變器和負(fù)載連接，檢測(cè)到任一UPS模塊中的逆變器發(fā)生故障時(shí)，接通電網(wǎng)和負(fù)載的連接，否則斷開(kāi)電網(wǎng)和負(fù)載的連接。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種上述第一種UPS裝置進(jìn)行供電的方法，包括:
[0032]控制器根據(jù)DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽(yáng)能電池能夠滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，關(guān)閉整流器，通過(guò)太陽(yáng)能電池經(jīng)DC/DC變換器和逆變器為負(fù)載供電；
[0033]控制器根據(jù)DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽(yáng)能電池不能滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)開(kāi)啟整流器，通過(guò)電網(wǎng)經(jīng)整流器、逆變器為負(fù)載供電，及通過(guò)太陽(yáng)能電池經(jīng)DC/DC變換器和逆變器為負(fù)載供電。
[0034]優(yōu)選地，所述UPS裝置還包括蓄電池；所述UPS模塊還包括電池變換器，該方法還包括:
[0035]所述控制器根據(jù)DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽(yáng)能電池能夠滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，控制所述電池變換器從直流母線取電為蓄電池充電；
[0036]所述控制器確定電網(wǎng)斷電且根據(jù)DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽(yáng)能電池不能滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，控制所述電池變換器將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種上述第二種UPS裝置的供電方法，包括:
[0038]通過(guò)至少一個(gè)UPS模塊聯(lián)合為負(fù)載供電；
[0039]每個(gè)UPS模塊采用如下方式為負(fù)載供電:
[0040]UPS模塊中的控制器控制整流器通過(guò)切換開(kāi)關(guān)選擇與電網(wǎng)連接，通過(guò)電網(wǎng)經(jīng)整流器和逆變器為負(fù)載供電，或者選擇與太陽(yáng)能電池連接，通過(guò)太陽(yáng)能電池經(jīng)整理器和逆變器為負(fù)載供電。
[0041]優(yōu)選地，所述UPS裝置還包括蓄電池，每個(gè)UPS模塊還包括電池變換器，該方法還包括:
[0042]UPS模塊中的控制器確定整流器的電流輸出能夠滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，控制所述電池變換器從直流母線取電為蓄電池充電；
[0043]UPS模塊中的控制器確定整流器的電流輸出不能滿(mǎn)足負(fù)載功率要求時(shí)，控制所述電池變換器將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中。
[0044]優(yōu)選地,所述UPS裝置還包括UPS旁路,該方法還包括:
[0045]UPS旁路檢測(cè)到任一 UPS模塊中的逆變器發(fā)生故障時(shí)，接通電網(wǎng)和負(fù)載的連接，否則斷開(kāi)電網(wǎng)和負(fù)載的連接。
[0046]利用本發(fā)明提供的UPS裝置及其供電方法，具有以下有益效果:
[0047]將太陽(yáng)能電池的電直接接入U(xiǎn)PS模塊的供電線路，經(jīng)UPS模塊的供電線路直接供電給負(fù)載使用，將能減掉太陽(yáng)能逆變并網(wǎng)的環(huán)節(jié)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，并能減少設(shè)備投資。
【附圖說(shuō)明】
[0048]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種UPS裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0049]圖2為本發(fā)明實(shí)施例基于第一種UPS裝置進(jìn)行供電的方法流程圖；
[0050]圖3a為本發(fā)明實(shí)施例基于第一種UPS裝置的工作模式I供電示意圖；
[0051]圖3b為本發(fā)明實(shí)施例基于第一種UPS裝置的工作模式2供電示意圖；
[0052]圖3c為本發(fā)明實(shí)施例基于第一種UPS裝置的工作模式3供電示意圖；
[0053]圖3d為本發(fā)明實(shí)施例基于第一種UPS裝置的工作模式4供電示意圖；
[0054]圖3e為本發(fā)明實(shí)施例基于第一種UPS裝置的工作模式5供電示意圖；
[0055]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種UPS裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0056]圖5為本發(fā)明實(shí)施例基于第二種UPS裝置進(jìn)行供電的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的UPS裝置及其供電方法進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。
[0058]目前UPS模塊中整流器輸入端-整流器-逆變器-逆變器輸出端所在的線路為供電線路，本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置將太陽(yáng)能電池的電直接接入U(xiǎn)PS模塊的供電線路，經(jīng)供電線路直接給負(fù)載使用。該方式可以減掉太陽(yáng)能