UPS自检方法和UPS自检电路与流程

本发明涉及自检技术领域，更具体地说，涉及UPS自检方法和UPS自检电路。

背景技术：

风电变流器的控制系统需要配备UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)，便于电压跌落时所述控制系统具有不间断运行能力。

UPS运用过程中，可能受到工作环境恶劣、充电电流过大、过度放电、持续工作时间过长等多方面因素影响，导致UPS的运用往往达不到其设计寿命。因此，有必要对UPS的运行状态进行在线监测，以便在发现UPS异常时及时更换。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了UPS自检方法和UPS自检电路，以实现对UPS的运行状态的在线监测。

一种UPS自检方法，应用于UPS自检电路中的控制器，UPS的输出经过开关电源为所述控制器供电；所述UPS自检电路还包括常闭开关；所述常闭开关接在UPS的电源进线上，其控制端接所述控制器；

所述UPS自检方法包括：

在UPS上电后，读取UPS自检状态字的值，其中所述UPS自检状态字是一个预先定义的变量；

判断所述UPS自检状态字的值是否等于第一预设值；

若判断得到所述UPS自检状态字的值等于所述第一预设值，生成并输出UPS异常的告警信号；

若判断得到所述UPS自检状态字的值不等于所述第一预设值，判断当前环境条件下是否允许进入UPS自检；

若当前环境条件下允许进入UPS自检，则先将UPS自检状态字的值更新为所述第一预设值，并保存，再控制所述常闭开关断开以进入UPS自检，同时启动UPS自检计时；

当计时时间达到第一预设时间时，生成并输出UPS正常的指示信号，将所述UPS自检状态字的值修改为第二预设值并保存，以及控制所述常闭开关闭合以退出UPS自检，其中，所述第一预设时间小于正常的UPS在充满电、无市电输入情况下的最大持续运行时间。

其中，所述判断当前环境条件下是否允许进入UPS自检，包括：

判断UPS是否充电完成；

当UPS充电完成时，判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻；

若达到，向主控发出UPS自检请求，其中所述主控的操作界面位于风场集中控制室；

若接收到所述主控反馈的允许进入UPS自检的指令，判定为当前环境条件下允许进入UPS自检。

可选地，所述判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻之前，还包括：

判断是否接收到所述主控或上位机发来的强制自检指令；

若接收到所述强制自检指令，判定为当前环境条件下允许进入UPS自检；

若未接收到所述强制自检指令，执行所述判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻的步骤。

其中，所述判断UPS是否充电完成，包括：

判断UPS的上电时间是否达到第二预设时间；若是，判定UPS充电完成。

一种UPS自检电路，包括控制器和常闭开关，其中：

UPS的输出经过开关电源为所述控制器供电；

所述常闭开关接在UPS的电源进线上，其控制端接所述控制器；

所述控制器，用于在UPS上电后，读取UPS自检状态字的值，其中所述UPS自检状态字是一个预先定义的变量；判断所述UPS自检状态字的值是否等于第一预设值；若判断得到所述UPS自检状态字的值等于所述第一预设值，生成并输出UPS异常的告警信号；若判断得到所述UPS自检状态字的值不等于所述第一预设值，判断当前环境条件下是否允许进入UPS自检；若当前环境条件下允许进入UPS自检，则先将UPS自检状态字的值更新为所述第一预设值，并保存，再控制所述常闭开关断开以进入UPS自检，同时启动UPS自检计时；当计时时间达到第一预设时间时，生成并输出UPS正常的指示信号，将所述UPS自检状态字的值修改为第二预设值并保存，以及控制所述常闭开关闭合以退出UPS自检，其中，所述第一预设时间小于正常的UPS在充满电、无市电输入情况下的最大持续运行时间。

其中，所述控制器判断当前环境条件下是否允许进入UPS自检的判断标准，包括：

判断UPS是否充电完成；当UPS充电完成时，判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻；若达到，向主控发出UPS自检请求，其中所述主控的操作界面位于风场集中控制室；若接收到所述主控反馈的允许进入UPS自检的指令，判定为当前环境条件下允许进入UPS自检。

可选地，所述判断标准还包括：

在判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻之前，先判断是否接收到所述主控或上位机发来的强制自检指令；若接收到所述强制自检指令，判定为当前环境条件下允许进入UPS自检；若未接收到所述强制自检指令，再判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻。

其中，所述控制器判断UPS是否充电完成的判断标准，包括：

判断UPS的上电时间是否达到第二预设时间；若是，判定UPS充电完成。

其中，所述常闭开关包括第一开关元件和第二开关元件，具体的：

所述第一开关元件包括线圈、常闭主触点和辅助触点；

所述常闭主触点接在UPS的电源进线上；

所述辅助触点与所述常闭主触点联动，用于将所述常闭主触点的动作状态反馈给所述控制器；

所述第二开关元件与所述线圈串联；所述控制器通过控制所述第二开关元件的开、关动作来控制所述线圈的得电和失电。

可选地，所述UPS自检电路还包括：第三开关元件；

所述第三开关元件与所述线圈串联；

主控通过控制所述第三开关元件的开、关动作来控制所述线圈的得电和失电，从而对整个风电变流器的控制系统进行掉电复位，其中所述主控的操作界面位于风场集中控制室。

从上述的技术方案可以看出，本发明采取如下技术手段实现了对UPS运行状态的在线监测：由UPS供电的控制器在判断出当前环境条件下允许进入UPS自检时，先将UPS自检状态字的值更新为第一预设值并保存，再切断UPS的市电输入；若充满电、无市电输入的UPS的持续运行时间能达到第一预设时间，就判定为UPS正常，同时将UPS自检状态字的值更新为第二预设值并保存，以及接通UPS的市电输入以退出本次UPS自检。若UPS是异常的，则充满电、无市电输入的UPS在持续运行时间未达到第一预设时间时电量就已耗尽，那么UPS重新上电后控制器读取到的UPS自检状态字的值必然等于第一预设值，而非第二预设值，据此，可以得出UPS异常的自检结果，提醒工作人员及时更换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种UPS自检电路结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种UPS自检方法流程图；

图3为图2所述UPS自检方法的一种具体实现方法流程图；

图4为图2所述UPS自检方法的另一种具体实现方法流程图；

图5为本发明实施例公开的又一种UPS自检电路结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

本发明实施例公开了一种UPS自检方法，以实现对UPS的运行状态的在线监测。

所述UPS自检方法应用于UPS自检电路(参见图1)中的控制器100，UPS经开关电源为控制器100供电(风电变流器的控制系统利用所述开关电源将UPS输出的电能转换成满足设备要求的质量较高的直流电压，如24VDC，控制器100便是从此处取电)；所述UPS自检电路还包括常闭开关200(常闭开关是指在没有外力作用的情况下处于闭合状态的开关)；常闭开关200接在UPS的电源进线上(具体可接在空开后)，常闭开关200的控制端接控制器100。

参见图2，所述UPS自检方法，包括：

步骤S101：在UPS上电后，读取UPS自检状态字的值，其中所述UPS自检状态字是一个预先定义的变量；

步骤S102：判断所述UPS自检状态字的值是否等于第一预设值；若是，进入步骤S103；若否，进入步骤S107；

步骤S103：判断当前环境条件下是否允许进入UPS自检；若是，进入步骤S104；若否，返回步骤S103；

步骤S104：先将UPS自检状态字的值更新为所述第一预设值，并保存；再控制常闭开关200断开，同时启动UPS自检计时；之后，进入步骤S105；

步骤S105：判断计时时间是否达到第一预设时间T1，其中，所述第一预设时间T1小于正常的UPS在充满电、无市电输入情况下的最大持续运行时间；若是，进入步骤S106；若否，返回步骤S105；

步骤S106：生成并输出UPS正常的指示信号，将所述UPS自检状态字的值修改为第二预设值并保存，以及控制所述常闭开关闭合；之后，返回步骤S103；

步骤S107：生成并输出UPS异常的告警信号。

在对图2所示技术方案进行步骤解析前，先对本申请的发明构思进行分析，具体描述如下。

所谓UPS自检，是指风电变流器的控制系统自我检查UPS在充满电、无市电输入情况下的持续运行时间是否不低于第一预设时间T1，其中T1小于正常的UPS在充满电、无市电输入情况下的最大持续运行时间；若待测UPS在充满电、无市电输入情况下的持续运行时间能够达到T1，说明待测UPS正常；若待测UPS在充满电、无市电输入情况下的持续运行时间未达到T1时UPS电量就已耗尽，说明待测UPS异常。

但风电变流器的控制系统无法对异常的UPS在充满电、无市电输入情况下的持续运行时间做记录，因而也就无法将该记录与T1作比较从而得出待测UPS异常的自检结果，这是因为：风电变流器的控制系统是由UPS供电的，当UPS电量耗尽时，风电变流器的控制系统也就无法运行，所以风电变流器的控制系统根本无法记录下UPS电量耗尽时UPS已在充满电、无市电输入情况下持续运行了多长时间。

对此，本申请采用了一种用UPS自检状态字的值来间接反映异常的UPS在充满电、无市电输入情况下的持续运行时间，再据此得出UPS异常的自检结果的方法，具体为：在每一次进入UPS自检前，先将UPS自检状态字的值更新为第一预设值并保存；若待测UPS在充满电、无市电输入情况下的持续运行时间达到了T1，表明待测UPS是正常的，此时将UPS自检状态字的值更新为第二预设值并保存；若待测UPS在充满电、无市电输入情况下的持续运行时间未达到T1时UPS电量就已耗尽，则在待测UPS恢复上电后，读取到的UPS自检状态字的值必然等于所述第一预设值，而不可能等于第二预设值，据此，可以断定待测UPS是异常的。

当然，为避免对风电变流器的正常发电造成干扰，每一次进入UPS自检前，风电变流器的控制系统都要先判断当前环境条件下是否允许进入UPS自检(该条件至少包括UPS充满电)，只有条件允许时才断开UPS的市电输入以进入UPS自检。

图2所示技术方案就是基于上述发明构思得到的，由于步骤S103是每一次进入UPS自检前必须要做的条件判断，下面就以步骤S103作为切入点，对图2所示技术方案进行步骤解析。

1)关于步骤S103

周期性自检是最为常用的自检方式之一。当本实施例采用周期性自检时，每一次进入UPS自检要满足的条件，除了UPS充满电之外，还必须满足当前时刻达到进入下一周期UPS自检的时刻，以及风电场的风速为零(或极小)。其中，之所以要满足风电场的风速为零(或极小)，是因为：充满电、无市电输入的UPS的持续运行时间有限，UPS电量耗尽后风电变流器将无法正常发电，所以UPS自检要选择在风电场的风速为零(或极小)的情况下进行，这样才可以避免对风电变流器的正常发电造成干扰。

对应上述描述，如图3所示，步骤103具体包括：

步骤S1031：判断UPS是否充电完成；若是，进入步骤S1032；若否，返回步骤S1031；

步骤S1032：判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻；若是，进入步骤S1033；若否，返回步骤S1032；

步骤S1033：向主控发出UPS自检请求，其中所述主控的操作界面位于风场集中控制室；所述主控用于在接收到所述UPS自检请求时，获取风电场的风速大小；判断获取到的风速大小是否低于预设风速，若是，生成允许进入UPS自检的指令，并反馈给控制器100；

步骤S1033：判断是否接收到所述主控反馈的允许进入UPS自检的指令；若是，说明当前环境条件下允许进入UPS自检，此时进入步骤S104；若否，说明由于风电场的风速较大，不允许进入UPS自检，此时返回步骤S1031。

其中，在图3所示技术方案中，判断UPS是否充电完成，可以是：判断UPS的上电时间是否达到第二预设时间；若是，判定UPS充电完成。

此外，考虑到风电变流器的UPS换新后，操作者总是希望能够立即检测新更换的UPS异常与否，所以，本实施例支持的自检方式除了周期性自检之外，还引入了强制自检。即，所述主控或上位机上设置有强制自检按键，由操作者控制用于启动强制自检，而不必非要等到当前时刻达到进入下一周期UPS自检的时刻时才开始自检。其中，由于风场集中控制室通常距离现场较远，所以在更换新的UPS后，一般是由操作者现场接入上位机来启动强制自检；当然，在风场集中控制室距离现场较近的情况下，也可以直接通过主控的操作界面启动强制自检。对应的，参见图4，在所述步骤S1031中判断得到UPS充电完成后，还包括：

步骤S10311：判断是否接收到所述主控或所述上位机发来的强制自检指令；若是，说明当前环境条件下允许进入UPS自检，进入步骤S104，若否，进入步骤S1032。

2)关于步骤S104

在当前环境条件下允许进入UPS自检的情况下，控制器100首先将UPS自检状态字的值更新为第一预设值，并保存；之后才控制常闭开关200断开以进入UPS自检，并开始记录进入UPS自检后，UPS的持续运行时间。

4)关于步骤S105～S106

若步骤S104中记录到的持续运行时间达到了第一预设时间T1，说明待测UPS正常，此时生成并输出UPS正常的指示信号，将所述UPS自检状态字的值修改为第二预设值并保存，本次UPS自检完成。与此同时，闭合常闭开关200，以退出本次UPS自检。之后，返回步骤S103，执行下一次进入UPS自检前必须要做的条件判断。

5)关于步骤S107、S101～S102

若待测UPS是异常的，则待测UPS电量耗尽时步骤S104中记录到的持续运行时间未达到第一预设时间T1控制器100就已掉电，未能将所述UPS自检状态字的值从所述第一预设值修改为所述第二预设值。待测UPS电量耗尽后控制器100失去对闭合开关200的控制，闭合开关200恢复为闭合状态。闭合开关200恢复为闭合状态后，待测UPS重新获得市电输入，此时控制器100上电运行。控制器100上电运行后，读取到UPS自检状态字的值等于所述第一预设值，而非所述第二预设值，据此获知本次UPS自检结果为待测UPS异常，从而生成并输出待测UPS异常的告警信号。

由上可知，本实施例采取如下技术手段实现了对UPS的运行状态的在线监测：由UPS供电的控制器100在判断出当前环境条件下允许进入UPS自检时，先将UPS自检状态字的值更新为第一预设值并保存，再切断UPS的市电输入；若充满电、无市电输入的UPS的持续运行时间能达到第一预设时间，就判定为UPS正常，同时将UPS自检状态字的值更新为第二预设值并保存，以及接通UPS的市电输入以退出本次UPS自检。若UPS是异常的，则充满电、无市电输入的UPS在持续运行时间未达到第一预设时间时电量就已耗尽，那么UPS重新上电后控制器100读取到的UPS自检状态字的值必然等于第一预设值，而非第二预设值，据此，可以得出UPS异常的自检结果，提醒工作人员及时更换。只有及时更换异常的UPS，才能保障风电变流器在电网异常情况下，如低电压穿越时，不会因为UPS异常，而故障停机、脱离电网发电状态。在电网正常情况下，即使UPS的自检结果是异常的，也不会影响风电变流器在短时间内的正常发电，从而为现场人员对UPS更换等运维工作赢得了充分时间。

下面，对图1所示UPS自检电路进行详细介绍。

所述UPS自检电路，包括控制器100和常闭开关200，其中：

UPS的输出经过开关电源为控制器100供电；

常闭开关200接在UPS的电源进线上，其控制端接控制器100；

控制器100，用于在UPS上电后，读取UPS自检状态字的值，其中所述UPS自检状态字是一个预先定义的变量；判断所述UPS自检状态字的值是否等于第一预设值；若判断得到所述UPS自检状态字的值等于所述第一预设值，生成并输出UPS异常的告警信号；若判断得到所述UPS自检状态字的值不等于所述第一预设值，判断当前环境条件下是否允许进入UPS自检；若当前环境条件下允许进入UPS自检，则先将UPS自检状态字的值更新为所述第一预设值，并保存，再控制常闭开关200断开以进入UPS自检，同时启动UPS自检计时；当计时时间达到第一预设时间时，生成并输出UPS正常的指示信号，将所述UPS自检状态字的值修改为第二预设值并保存，以及控制常闭开关200闭合以退出UPS自检，其中，所述第一预设时间小于正常的UPS在充满电、无市电输入情况下的最大持续运行时间。

其中，控制器100判断当前环境条件下是否允许进入UPS自检的判断标准，包括：判断UPS是否充电完成；当UPS充电完成时，判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻；若达到，向主控发出UPS自检请求，其中所述主控的操作界面位于风场集中控制室；若接收到所述主控反馈的允许进入UPS自检的指令，判定为当前环境条件下允许进入UPS自检。

可选地，所述判断标准还包括：在判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻之前，先判断是否接收到所述主控或上位机发来的强制自检指令；若接收到所述强制自检指令，判定为当前环境条件下允许进入UPS自检；若未接收到所述强制自检指令，再判断当前时刻是否达到进入下一周期UPS自检的时刻。

其中，控制器100判断UPS是否充电完成的判断标准，包括：判断UPS的上电时间是否达到第二预设时间；若是，判定UPS充电完成。

其中，参见图5，常闭开关200包括第一开关元件和第二开关元件204，具体的：

所述第一开关元件包括线圈201、常闭主触点202(常闭主触点是指在没有外力作用的情况下处于闭合状态的主触点)和辅助触点203；

常闭主触点202接在UPS的电源进线上；

辅助触点203与常闭主触点202联动，用于将常闭主触点202的动作状态反馈给控制器100；

第二开关元件204与线圈201串联；控制器100通过控制第二开关元件204的开、关动作来控制线圈100的得电和失电。

图5中示出的常闭开关200的工作原理为：控制器100通过第二开关元件204动作来控制线圈100得电，线圈100得电后，常闭主触点202断开，辅助触点203随之动作，控制器100根据辅助触点203的动作状态获知常闭主触点202已成功断开，可以执行后续操作。控制器100还能通过控制第二开关元件204动作来控制线圈100失电，线圈100失电后，常闭主触点202闭合，辅助触点203随之动作，控制器100根据辅助触点203的动作状态获知常闭主触点202已成功闭合，可以执行后续操作。

可选地，仍参见图5，所述UPS自检电路还包括：第三开关元件300；

第三开关元件300与线圈201串联；

主控通过控制第三开关元件300的开、关动作来控制线圈100的得电和失电，其中所述主控的操作界面位于风场集中控制室；

所述主控在检测到与控制器100的通讯中断时，可以通过控制第三开关元件300的开、关动作来切断和接通UPS的市电输入，从而对整个风电变流器的控制系统进行掉电复位。

综上所述，本发明采取如下技术手段实现了对UPS的运行状态的在线监测：由UPS供电的控制器在判断出当前环境条件下允许进入UPS自检时，先将UPS自检状态字的值更新为第一预设值并保存，再切断UPS的市电输入；若充满电、无市电输入的UPS的持续运行时间能达到第一预设时间，就判定为UPS正常，同时将UPS自检状态字的值更新为第二预设值并保存，以及接通UPS的市电输入以退出本次UPS自检。若UPS是异常的，则充满电、无市电输入的UPS在持续运行时间未达到第一预设时间时电量就已耗尽，那么UPS重新上电后控制器读取到的UPS自检状态字的值必然等于第一预设值，而非第二预设值，据此，可以得出UPS异常的自检结果，提醒工作人员及时更换。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的UPS自检电路而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。