冗余不间断电源系统的制作方法
【专利说明】
[000。相关申请香叉引用
[0002] 本申请是非临时申请，要求于2014年3月11日申请的名称为"REDUNDANT UNINTERRUPTIBLEPOWERSUPPLYSYSTEMS"的美国临时专利申请序号 61/951，281 的优先 权，其通过引用被全部并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明的领域一般设及不间断电源，并且更具体地设及在环形母线（ringbus)架 构中实现不间断电源。
【背景技术】
[0004] 健康的功率系统能够将功率供应到一个或多个负载。该些功率系统可W包括功率 的产生、传输、整流、逆变和变换的组合W供应用于电子、光、机械和/或核应用和负载的能 量。当实现功率系统和架构时，实际的考虑因素包括成本、大小、可靠性和实施容易度。
[0005]在至少一些已知的功率系统中，一个或多个不间断电源扣P巧便于将功率供应到 负载。WS便于确保即使在功率系统的一个或多个组件故障时，功率也被连续地供应到一个 或多个重要负载。因此，WS提供冗余电源。WS可W用在许多应用中（例如，公用电网变 电站、工厂、海上系统、高安全性系统、医院、数据通讯和远程通讯中屯、、半导体制造基地、核 电厂等）。进一步地，UPS可W用在高、中或低功率的应用中。例如，UPS可W用在相对小的 功率系统（例如娱乐或消费系统）或微型系统（例如基于巧片的系统）中。
[0006]在至少一些已知的功率系统中，不同的电源（诸如单独的UP巧可能相互干扰。如 果电源相互之间不同步，则他们可能开始相互覆盖，引起振荡或其它不期望的效应，影响 传送到一个或多个负载的功率。进一步地，如果单独的WS都相对于公共参考角（common referenceangle)操作并且公用电网（utility)变成从单独的UPS中的至少一个断开，贝U 用于一个WS的公共参考角可能漂移，变成与另一WS的公共参考角不同，该可能影响功率 系统的负载分配和稳定性。
【发明内容】
[0007]在一个方面，提供了一种系统。所述系统包括；公用电网；多个不间断电源UPS; 环形母线；至少一个负载，所述负载电禪连到所述多个WS和所述环形母线；W及控制器， 所述控制器通信禪连到所述多个UPS，所述控制器被配置成；确定在所述公用电网从所述 多个UPS中的至少一个UPS断开时的公共参考角；计算所述多个UPS中每一个UPS的相位 角，其中，每个UPS的相位角是相对于所述公共参考角计算的；W及基于相应计算的相位角 控制每个UPS的操作。
[000引在另一方面，提供了一种用于控制电源系统的控制器，所述电源系统包括公用电 网、多个不间断电源UPS、环形母线和电禪连到所述多个WS和所述环形母线的至少一个负 载。所述控制器包括；处理器；W及存储装置，所述存储装置通信禪连到所述处理器，所述 存储装置存储可执行指令，所述可执行指令被配置成使所述处理器；确定在所述公用电网 从所述多个UPS中的至少一个UPS断开时的公共参考角；计算所述多个UPS中每一个UPS 的相位角，其中，每个UPS的相位角是相对于所述公共参考角计算的；W及基于相应计算的 相位角控制每个UPS的操作。
[0009] 优选的，为了确定所述公共参考角，所述可执行指令被配置成使所述处理器确定 当所述公用电网变成从小于所有的所述多个UPS上断开时的公共参考角。
[0010] 优选的，为了确定所述公共参考角，所述可执行指令被配置成使所述处理器确定 所述公共参考角为所述环形母线上的电压的相位角。
[0011] 优选的，为了确定所述公共参考角，所述控制器被配置成基于所述环形母线上的 电压是否近似等于所述多个UPS中的一个UPS的输出电压确定公共参考角。
[0012] 优选的，该控制器还被配置成：当所述环形母线上的电压近似等于所述一个UPS 的输出电压时，确定公共参考角为所述环形母线上的电压的相位角；W及当所述环形母线 上的电压不等于所述一个UPS的输出电压时，确定公共参考角为所述公用电网的输出电压 的相位角。
[0013] 优选的，为了确定所述公共参考角，该控制器被配置成；改变所述多个UPS中一个 WS的初始相位角；W及基于所述一个UPS的输出功率是否等于禪连到所述一个UPS的关 联负载的接收功率，确定公共参考角。当所述输出功率不等于所接收的功率时，确定公共参 考角为所述环形母线上的电压的相位角；W及当所述输出功率等于所接收的功率时，确定 公共参考角为所述公用电网上的输出电压的相位角。在又一方面，提供了一种控制电源系 统的方法。所述电源系统包括公用电网、多个不间断电源UPS、环形母线和电禪连到所述多 个WS和所述环形母线的至少一个负载。所述方法包括；确定在所述公用电网从所述多个 UPS中的至少一个WS断开时的公共参考角；使用通信禪连到所述多个UPS的控制器计算 所述多个WS中每一个WS的相位角，其中，每个WS的相位角是相对于所述公共参考角计 算的；W及基于相应计算的相位角控制每个UPS的操作。
[0014] 优选的，确定公共参考角包括确定当所述公用电网变成从所有的所述多个WS上 断开时的公共参考角。
[0015] 优选的，确定所述公共参考角包括确定当所述公用电网变成从小于所有的所述多 个WS上断开时的公共参考角。
[0016] 优选的，确定所述公共参考角包括确定所述公共参考角为所述环形母线上的电压 的相位角。
【附图说明】
[0017] 图1是示意性电源系统的示意图。
[001引图2是图1中所示的系统的简化图。
[0019] 图3是图示可W用在图1和2中所示的系统的示例性负载分配算法的图。
[0020] 图4是可W用在图1和2中所示的系统的示例性负载分配算法的逻辑图。
[0021] 图5是可W用在图1和2中所示的系统的示例性负载分配算法的逻辑图。
[002引图6是图示将不间断电源扣哟热切入到电源系统中的示意图。
[0023] 图7是在如图6所示将UPS热切入到电源系统中的时候可W使用的示例性负载分 配算法的逻辑图。
[0024] 图8是图示从电源系统热切出UPS的示意图。
[0025] 图9是示例性电源系统的示意图。
[0026] 图10是不例性电源系统的不意图。
[0027] 图11是示例性电源系统的示意图。
[002引 图12是不例性电源系统的不意图。
[0029] 图13是用于确定公共参考角的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0030] 该里描述不间断电源系统的示例性实施例。公用电网电禪连到多个不间断电源。 多个不间断电源排列成环形母线布置，并被配置成将功率供应到至少一个负载。控制装置 通信禪连到多个不间断电源。控制装置被配置成在公用电网从多个不间断电源中的至少一 个断开的情况下确定公共参考角。
[0031] 图1是示例性冗余隔离-并联（I巧不间断电源扣P巧系统100的示意图。在示 例性实施例中，系统100包括排列成如本文中描述的环形架构或并联架构的多个UPS102。 具体地，在示例性实施例中，系统100包括第一UPS104、第二UPS106、第SUPS108和第 四UPS110。替代性地，系统100可W包括能够使系统100如本文中描述的起作用的任何数 目的UPS102。在示例性实施例中，系统100是S线制系统。替代性地，系统100可W是四 线制系统（即包括到达每个负载的中性线的系统）。
[0032] 在示例性实施例中，UPS102是静态双变换UPS(即真正的在线系统的系统）。静 态和旋转WS可能需要用于电压和频率的下垂控制技术。在一些情况下，单独用于频率的 下垂控制可能是足够的。在一些实施例中，下垂控制技术根据负载是线性的或非线性的被 适应性修改。
[0033] 系统100便于将功率提供给一个或多个负载120。在正常运行下，一个或多个公用 电网122用作电源，将功率提供给负载120。公用电网122可W向系统100提供交流（AC) 或直流值C)电。在来自公用电网122的功率未能到达负载120 (例如由于公用电网122和 /或公用电网122和负载120之间的装置故障）的情况下，系统100利用UPS102保持将功 率流向负载120,正如本文中描述的那样。在示例性实施例中，系统100包括第一负载124、 第二负载126、第S负载128和第四负载130。替代性地，系统100可W包括能够使系统100 如本文中描述的起使用的任何数目的负载120。
[0034] 每个负载120电禪连于关联的UPS102和环形母线132之间。具体地，在示例性 实施例中，每个负载120通过关联的负载断路器134禪连到环形母线132。进一步地，环形 母线132包括多个环形母线断路器136。在环形母线132的任何区段故障或关断的情况下， 系统100的架构确保功率仍然能够到达负载120。值得注意的是，图1中所示的架构只是 示例性的。例如，在一些实施例中，负载120可W直接禪连到环形母线132或者可W禪连于 UPS102之间。进一步地，系统100可W包括直接禪连到环形母线132的另外的UPS138。
[0035] 在示例性实施例中，每个UPS102电禪连于输入开关装置140和输出开关装置142 之间。输入开关装置140电禪连到并联开关装置144,并联开关装置144又通过关联的变 压器146电禪连到公用电网122。在示例性实施例中，每个并联开关装置144还电禪连到