本发明涉及一种供电系统及其控制方法，尤其是涉及一种故障预知并切换的供电系统及其控制方法。
背景技术：
车载供电系统是高速磁浮列车车载供电网络中必不可少的一部分。磁浮列车车载供电网络通常会配备几种不同类型的电源，并对应不同的供电需求，例如车载直接供电、高速运行供电或车载蓄电池供电等。一旦某个电源发生故障，车载用电设备便无法正常运行，需要紧急切换到新的供电电源，如切换至车载蓄电池进行供电，这种供电系统的切换将会磁浮列车的正常运行产生较大影响，将直接导致高速运行的列车紧急制动。现有的磁浮列车车载供电系统的电源切换都是基于电源已经发生故障的情况下进行切换，其原因主要是因为车载供电系统无法提前预知自身供电系统的故障状态和故障信息，且无法在当前供电系统出现故障的情况下自动提供可用的后备供电系统，这样的话必然会导致磁浮列车的紧急制动停车状态，从而降低了运行效率和运行安全性。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于高速磁浮列车车载用电设备的故障预知并切换的供电系统及其控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种故障预知并切换的供电系统，包括：
供电电源组，设置多组，每组设置多个供电电源，每组供电电源组分别对应用电设备的一种供电需求；
检测单元，每个供电电源分别配置一个检测单元进行电源实际运行参数和用电设备预知运行参数的检测；
控制单元，内置存储模块，所述的存储模块分别存储电源正常运行参数和用电设备正常运行参数，所述的控制单元连接检测单元，所述的检测单元将检测数据发送至控制单元并与存储模块中的相应的正常运行参数进行对比，提前预知供电系统故障，并发出切换命令；
电源切换单元，连接所述的控制单元，当接收到切换命令后将相应的供电电源断开并切换新的供电电源。
所述的检测单元包括用于模拟用电设备工作状态的电子负载和数据检测器，所述的电子负载连接对应的供电电源，所述的数据检测器连接电子负载和控制单元。
该系统还包括人机交互单元，所述的人机交互单元连接控制单元，人机交互单元获取电源正常运行参数和用电设备正常运行参数并发送至所述的存储模块。
所述的电源正常运行参数包括电源额定输入电压ui、电源额定输出电压uo、电源额定输入电流ii和电源额定输出电流io，相应地电源实际运行参数包括电源实际输入电压ui、电源实际输出电压uo、电源实际输入电流ii和电源实际输出电流io。
所述的用电设备正常运行参数包括用电设备额定输入电压uai、用电设备额定输出电压uao、用电设备额定输入电流iai和用电设备额定输出电流iao，相应地用电设备预知运行参数包括用电设备预知运行输入电压uai、用电设备预知运行输出电压uao、用电设备预知运行输入电流iai和用电设备预知运行输出电流iao。
一种故障预知并切换的供电系统的控制方法，该方法包括如下步骤：
(1)控制单元获取供电电源组中的每个供电电源的电源正常运行参数和用电设备正常运行参数，并存储至控制单元中的存储模块；
(2)分别选取每组供电电源组中的任一个供电电源，控制单元控制该供电电源启动；
(3)检测单元模拟用电设备(5)的工作状态，并进行电源实际运行参数和用电设备预知运行参数的检测，同时将检测数据发送至控制单元(3)；
(4)控制单元将检测的电源实际运行参数和用电设备预知运行参数与存储模块中相应的电源正常运行参数和用电设备正常运行参数进行对比，当超过设定阈值时，执行步骤(5)，判定相应的供电电源为故障电源，否则将该电源接入用电设备进行供电；
(5)将故障电源关闭，并选取该故障电源所在供电电源组中的其他供电电源，启动该供电电源并返回步骤(3)。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)该发明中对应用电设备的不同供电需求的供电电源设置成电源组的形式，形成了一种备份切换的形式，当某一电源发生故障时能够及时提供替换电源，防止用电设备不能正常工作；
(2)本发明的检测单元中的电子负载能够模拟用电设备的运行状态，因此能够提前预知该电源系统的故障，并及时做出切换动作，保证用电设备的顺畅运行；
(3)设置的人机交互单元可根据需要进行电源正常运行参数和用电设备正常运行参数的设定，方便实用。
附图说明
图1为本发明故障预知并切换的供电系统的总体结构框图；
图2为本发明故障预知并切换的供电系统中的一组供电电源构成的部分供电系统的结构框图；
图3为本发明的供电系统的控制方法的流程图。
图中，1为供电电源组，2为检测单元组，3为控制单元，4为电源切换单元，5为用电设备，6为人机交互单元，11为供电电源，21为电子负载，22为数据检测器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1、图2所示，一种故障预知并切换的供电系统，包括：供电电源组1，设置多组，该实施例中，供电电源组1设置n组，每组供电电源组1分别对应用电设备5的一种供电需求，每组供电电源组1内设置多个供电电源11，该实施例中其中一组供电电源组1设置p个供电电源11，如图2所示；还包括检测单元，每个供电电源11分别配置一个检测单元进行电源实际运行参数和用电设备预知运行参数的检测，每个供电电源组1中的供电电源11配置的检测单元组成检测单元组2；该系统还包括控制单元3，内置存储模块，所述的存储模块分别存储电源正常运行参数和用电设备正常运行参数，所述的控制单元3分别连接检测单元，所述的检测单元将检测数据发送至控制单元3并与存储模块中的相应的正常运行参数进 行对比，提前预知供电系统故障，并发出切换命令；另外还包括电源切换单元4，连接所述的控制单元3，当接收到切换命令后将相应的供电电源11断开并切换新的供电电源11。其中所述的检测单元包括用于模拟用电设备5工作状态的电子负载21和数据检测器22，所述的电子负载21分别连接对应的供电电源11，所述的数据检测器22连接电子负载21和控制单元3，在每一组供电电源组1中的电子负载21是不同的，即在该供电电源组1提供用电设备5的一种供电需求时，供电设备5的工作状态通过电子负载21来模拟，对于同一个供电电源组1中的p个供电电源11，电子负载21都是相同的，这些电子负载21均是预先配置好的。
另外该系统还包括人机交互单元6，所述的人机交互单元6连接控制单元3，人机交互单元6获取电源正常运行参数和用电设备正常运行参数并发送至所述的存储模块。
所述的电源正常运行参数包括电源额定输入电压ui、电源额定输出电压uo、电源额定输入电流ii和电源额定输出电流io，相应地电源实际运行参数包括电源实际输入电压ui、电源实际输出电压uo、电源实际输入电流ii和电源实际输出电流io，本发明所述的电源正常运行参数和电源实际运行参数不限于上述几种，可根据实际情况来选择，不仅可以选择供电电源11外部的电流电压作为正常运行参数，并通过检测得到实际运行参数，还可以根据需要选择电源内部模块的电压电流等来作为正常运行参数，并通过检测得到实际运行参数，例如可以选择供供电电源11内部的调节模块的调节电压ut、供电电源11内部的反馈模块的反馈电压uf、以及相应的调节电流iad和反馈电流if作为电源正常运行参数，并通过检测单元检测调节模块的实际调节电压uad、反馈模块的实际反馈电压uf、实际调节电流iad和实际反馈电流if作为电源实际运行参数。
所述的用电设备正常运行参数包括用电设备额定输入电压uai、用电设备额定输出电压uao、用电设备额定输入电流iai和用电设备额定输出电流iao，相应地用电设备预知运行参数包括用电设备预知运行输入电压uai、用电设备预知运行输出电压uao、用电设备预知运行输入电流iai和用电设备预知运行输出电流iao，这里用电设备预知运行输入电压uai为检测单元的电子负载21与供电电源接通后，测量电子负载21输入端电压得到的，用电设备预知运行输出电压uao为检测单元的电子负载21与供电电源接通后，测量电子负载21输出端电压得到的，同样对于用电设备预知运行输入电流iai和用电设备预知运行输出电流iao分别是测量电子负载21输入端 和输出端电压在输入和输出端的实际电流得到的，由于电子负载21能模拟用电设备5的状态，因此检测电子负载21的相应的参数值便能得到用电设备的预知运行参数值，从而达到提前预知的目的。
如图3所示为一种故障预知并切换的供电系统的控制方法，该方法包括如下步骤：
执行步骤101，控制单元3获取供电电源组1中的每个供电电源11的电源正常运行参数和用电设备正常运行参数，并存储至控制单元3中的存储模块；
执行步骤102，分别选取每组供电电源组1中的任一个供电电源11，控制单元3控制该供电电源11启动；
执行步骤103，检测单元模拟用电设备5的工作状态，并进行电源实际运行参数和用电设备预知运行参数的检测，同时将检测数据发送至控制单元3；
执行步骤104，控制单元3将检测的电源实际运行参数和用电设备预知运行参数与存储模块中相应的电源正常运行参数和用电设备正常运行参数进行对比；
执行步骤105，电源实际运行参数和用电设备预知运行参数与存储模块中相应的电源正常运行参数和用电设备正常运行参数的差值超过设定阈值时，判定相应的供电电源11为故障电源，执行步骤107，否则执行步骤106；
步骤106，将该供电电源11接入用电设备5进行供电；
步骤107，将故障电源关闭，并选取该故障电源所在供电电源组1中的其他供电电源11，启动该供电电源11并返回执行步骤103。