不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统的制作方法
【专利摘要】本申请公开不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，包括智能控制模块、发电机组、发电机组控制模块、协议转换器和不间断电源系统。发电机组控制模块连接到发电机组和智能控制模块；智能控制模块连接到协议转换器和不间断电源系统；协议转换器连接到不间断电源系统；不间断电源系统连接到外部的通信设备和智能控制模块；发电机组连接到外部的通信设备。如此方案，能够减少发电机组功率与UPS电源系统功率的设计配比，在保障UPS电源系统安全运行的前提下，保持发电机组功率用于通信设备单供，智能控制UPS电源系统中的蓄电池组的充电在市电恢复供电时进行，以降低发电机组的设计容量，有利于减小油机房面积，减少资源浪费。
【专利说明】
不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统
技术领域
[0001]本申请涉及供电设备技术领域，具体地说，涉及一种不间断电源(Uninterruptible Power System，简称UPS)系统匹配发电机组的负荷控制系统。
【背景技术】
[0002]在数据中心机房，为了保证整个通信网络的安全和稳定性，通常大量使用交流不间断电源(Uninterruptible Power System，简称UPS)系统，UPS系统使用功率与柴油发电机组功率的匹配问题一直是困扰维护人员的难题。通常为了确保发电机组能安全地保障UPS系统稳定运行，往往通过增大发电机组的功率来保障。
[0003]在传统设计中，发电机组容量与UPS系统容量之比为1.5?2，其根本原因是发电机组容量往往包含了数据通信负荷需求和UPS蓄电池充电负荷需求，这种方式使得发电机组一次性设计容量过大，尤其是针对后备时间长、选用蓄电池组容量大的核心机房，需要采用极大容量比的发电机组。而根据调查，目前试点供电基本稳定，尤其是城市中心核心机房、数据中心机房，停电次数相对较少，停电时长相对较短，发电机组的实际使用次数极少，采用现有方式既造成设备购置投资增大又造成油机房面积增大，使用效率低，资源浪费情况严重。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种不间断电源系统(以下简称UPS电源系统)匹配发电机组的负荷控制系统，能够减少发电机组功率与UPS电源系统功率的设计配比，在保障UPS电源系统安全运行的前提下，保持发电机组功率用于通信设备单供，智能控制UPS电源系统中的蓄电池组的充电在市电恢复供电时进行，以降低发电机组的设计容量，有利于减小油机房面积，减少资源浪费。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案:
[0006]本实用新型提供一种不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，包括:智能控制模块、发电机组、发电机组控制模块、协议转换器以及不间断电源系统，其中，
[0007]所述发电机组控制模块，连接到所述发电机组和所述智能控制模块，用于在市电异常时，向所述发电机组发送市电异常信号，启动所述发电机组，同时用于在所述发电机组输出电压稳定前，向所述智能控制模块输出放电信号，并用于在所述发电机组输出电压稳定后，向所述智能控制模块发送柴油机供电信号；
[0008]所述智能控制模块，连接到所述协议转换器和所述不间断电源系统，用于接收所述发电机组控制模块发送的所述放电信号和所述柴油机供电信号，并将所述放电信号发送至所述所述不间断电源系统，将所述柴油机供电信号发送至所述协议转换器，并用于在市电恢复正常时，向所述协议转换器发送充电信号；
[0009]所述协议转换器，连接到所述不间断电源系统，用于接收所述柴油机供电信号和所述充电信号，将所述柴油机供电信号和所述充电信号转换为所述不间断电源系统能够识别的信号并发送至所述不间断电源系统；
[0010]所述不间断电源系统，连接到外部的通信设备和所述智能控制模块，用于接收所述协议转换器转换后的柴油机供电信号和所述协议转换器转换后的充电信号，并用于接收所述智能控制模块发送的放电信号，同时用于向所述通信设备供电；
[0011 ]所述发电机组，连接到外部的所述通信设备，用于向所述通信设备供电。
[0012]优选地，其中:
[0013]所述不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统还包括:RS232通信接口，
[0014]所述RS232通信接口连接到所述智能控制模块和所述协议转换器，用于接收所述智能控制模块发送的所述充电信号和所述柴油机供电信号，并将所述充电信号和所述柴油机供电信号发送至所述协议转换器。
[0015]优选地，其中:
[0016]所述不间断电源系统，进一步包括:不间断电源系统监控模块、整流模块和蓄电池组，
[0017]所述不间断电源系统监控模块，连接到所述协议转换器和所述整流模块，用于接收所述协议转换器转换后的充电信号和柴油机供电信号，并将转换后的充电信号和柴油机供电信号发送至所述整流模块；
[0018]所述整流模块，连接到所述蓄电池组和所述通信设备，用于将所述充电信号和所述柴油机供电信号发送至所述蓄电池组，并用于在市电正常时，向所述蓄电池组充电，同时用于在市电异常时，接收所述蓄电池组的放电电流，并向所述通信设备供电；
[0019]所述蓄电池组，还连接到所述智能控制模块，用于接收所述智能控制模块发送的放电信号，并在接收到所述放电信号后向所述整流模块放电，同时用于接收所述整流模块发送的柴油机供电信号，并在接收到所述柴油机供电信号后保持静止状态，还用于接收所述整流模块发送的充电信号，并在接收到所述充电信号后，进入浮充工作状态。
[0020]优选地，其中:
[0021]所述蓄电池组为磷酸铁锂蓄电池组。
[0022]优选地，其中:
[0023]所述蓄电池组为铅酸蓄电池组。
[0024]与现有技术相比，本申请所述的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，达到了如下效果:
[0025]I)本实用新型所提供的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，采用智能控制发电机组供给的UPS负荷的方法，在运行可靠性保障的前提下，减少发电机组的设计容量，减少了投资。
[0026]2)本实用新型所提供的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，通过智能控制，保持发电机组负荷平稳，安全运行，提高了发电机组的使用效率，有利于进一步节能减排。
[0027]3)本实用新型所提供的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，当通信业务发展超出预期容量，发电机组容量不满足系统供电时，通过智能控制模块，采用发电机组部分供电、UPS电源系统中的蓄电池组部分供电的混合供电模式，以缓解发电机组容量不足的问题。
【附图说明】
[0028]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0029]图1为本实用新型所述不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统的结构示意图；
[0030]图2为本实用新型所述不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统包括RS232通信接口的结构示意图；
[0031]图3为本实用新型所述不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统的细化结构示意图；
[0032]图4为本实用新型所述智能发电机组负荷控制系统的应用示意图。
【具体实施方式】
[0033]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0034]实施例1
[0035]参见图1所示为本申请所述不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统10，包括:智能控制模块20、发电机组30、发电机组控制模块40、协议转换器50以及不间断电源系统60，其中，
[0036]所述发电机组控制模块40，连接到所述发电机组30和所述智能控制模块20，用于在市电异常时，向所述发电机组30发送市电异常信号，启动所述发电机组30，同时用于在所述发电机组30输出电压稳定前，向所述智能控制模块20输出放电信号，并用于在所述发电机组30输出电压稳定后，向所述智能控制模块20发送柴油机供电信号；
[0037]所述智能控制模块20，连接到所述协议转换器50和所述不间断电源系统60，用于接收所述发电机组控制模块40发送的所述放电信号和所述柴油机供电信号，并将所述放电信号发送至所述所述不间断电源系统60，将所述柴油机供电信号发送至所述协议转换器50，并用于在市电恢复正常时，向所述协议转换器50发送充电信号；
[0038]所述协议转换器50，连接到所述不间断电源系统60，用于接收所述柴油机供电信号和所述充电信号，将所述柴油机供电信号和所述充电信号转换为所述不间断电源系统60能够识别的信号并发送至所述不间断电源系统60;
[0039]所述不间断电源系统60，连接到外部的通信设备70和所述智能控制模块20，用于接收所述协议转换器50转换后的柴油机供电信号和所述协议转换器50转换后的充电信号，并用于接收所述智能控制模块20发送的放电信号，同时用于向所述通信设备70供电；
[0040]所述发电机组30，连接到外部的所述通信设备70，用于向所述通信设备70供电。
[0041]本实用新型中的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统10，当出现市电异常信号时，发电机组30在收到发电机组控制模块40发送的市电异常信号后立即启动，待输出电压稳定后自动向通信设备70供电，此时，发电机组控制模块40向智能控制模块20发出柴油机供电信号，智能控制模块20在收到柴油机供电信号后，向协议转换器50发出指令，协议转换模块将智能控制模块20发送的指令转换成UPS电源系统60可识别的指令，并传送至UPS电源系统60。
[0042]在市电异常后，发电机组30输出电压尚未稳定期间，智能控制模块20控制UPS电源系统60向通信设备70供电。当发电机组30输出电压稳定之后，UPS电源系统60停止向通信设备70供电，由发电机组30实现向通信设备70的供电。当发电机组30供电期间，发电机组30的总容量不能完全满足通信功率时，UPS电源系统60如有一定的富裕容量，智能控制模块20也可通过预先设定的功率比例阈值，使得部分通信负载的功率由发电机组30提供，部分负载的功率由UPS电源系统60提供。因而有效缓解了发电机组30容量不足的问题，而且通过智能控制，能够保持发电机组30负荷平稳，安全运行，提高了发电机组30的使用效率，有利于节能减排。
[0043]实施例2
[0044]在实施例1的基础上，本实用新型的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统10还进一步包括1?232通信接口 80，参见图2。
[0045]RS232通信接口 80连接到智能控制模块20和协议转换器50，用于接收所述智能控制模块20发送的充电信号和柴油机供电信号，并将所述充电信号和所述柴油机供电信号发送至所述协议转换器50。
[0046]进一步地，上述不间断电源系统60，S卩UPS电源系统60还包括:不间断电源系统监控模块61、整流模块62和蓄电池组63，参见图3。
[0047]所述不间断电源系统监控模块61，连接到所述协议转换器50和所述整流模块62，用于接收所述协议转换器50转换后的充电信号和柴油机供电信号，并将转换后的充电信号和柴油机供电信号发送至所述整流模块62;
[0048]所述整流模块62，连接到所述蓄电池组63和所述通信设备70，用于将所述充电信号和所述柴油机供电信号发送至所述蓄电池组63，并用于在市电正常时，向所述蓄电池组63充电，同时用于在市电异常时，接收所述蓄电池组63的放电电流，并向所述通信设备70供电；
[0049]所述蓄电池组63，还连接到所述智能控制模块20，用于接收所述智能控制模块20发送的放电信号，并在接收到所述放电信号后向所述整流模块62放电，同时用于接收所述整流模块62发送的柴油机供电信号，并在接收到所述柴油机供电信号后保持静止状态，还用于接收所述整流模块62发送的充电信号，并在接收到所述充电信号后，进入浮充工作状
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[0050]在市电出现异常时，发电机组30接收到发电机组控制模块40的市电异常信号后第一时间启动。发电机组30从启动到输出稳定电压需要一段时间，在这段时间内，智能控制模块20向蓄电池组63发送放电信号，蓄电池组63在接收到放电信号后，向整流模块62放电，提供DC/AC的功率需求，整流模块62进一步向外部的通信设备70供电，保证通信设备70的正常运行。蓄电池组63放出的容量缺口，待市电恢复正常供电时，通过UPS电源系统60的浮充进行补充充电。
[0051 ]在发电机组30输出稳定电压后，发电机组控制模块40向智能控制模块20输出柴油机供电信号，智能控制模块20在接收到柴油机供电信号后，通过RS232通信接口 80，将柴油机供电信号传输至协议转换模块。协议转换模块接收到柴油机供电信号后，将该柴油机供电信号进行转换，转换为UPS监控模块61，即UPS电源系统监控模块61能够识别的信号，智能控制模块20通过采集到的系统电压、电流信号，智能判断并控制蓄电池组63回路电流不充电也不放电，整流模块62只保持输出通信设备70功率的需要，即整流模块62只提供DC/AC的功率，蓄电池组63处于静置状态。
[0052]当发电机组30供电期间，发电机组30总容量不能完全满足通信功率时，此时如果蓄电池组63有一定的富裕容量，智能控制模块20也可通过预先设定的功率比例阈值，使得部分通信负载功率由发电机组30提供，部分通信负载功率由蓄电池组63提供，以缓解发电机组30容量不足的问题。在通信业务发展超出预期容量时，还可通过增加部分蓄电池组63来满足通信需求，避免了更大容量的柴油发电机组30的投资。
[0053]一旦市电恢复正常，智能控制模块20通过RS232接口和协议转换器50，向UPS电源系统60发送充电指令，UPS电源系统60转入正常的浮充工作状态。
[0054]实施例3
[0055]以下提供本实用新型不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统10的一种应用实施例，参见图4所示示意图。
[0056]当出现市电异常信号时，发电机组30在收到发电机组控制模块40发出的市电异常信号后自动启动，待输出电压稳定后自动供电，此时发电机组控制模块40向智能控制模块20发出柴油机供电信号，智能控制模块20通过RS232通信接口 80，向协议转换器50发出指令，协议转换器50将智能控制模块20的指令翻译成UPS电源系统60可识别的指令，智能控制模块20通过采集到的系统电压、电流信号，智能判断并控制蓄电池组63回路电流不充不放，整流模块62只保持输出通信设备70功率的需要，S卩整流模块62只提供DC/AC的功率，蓄电池组63处于静止状态。图4中发电机组控制信号包括柴油机供电信号和控制蓄电池组63放电的放电号等等。
[0057]一旦市电恢复正常，智能控制模块20通过RS232接口和协议转换器50向UPS电源系统60下达充电指令，UPS电源系统60中的充电系统转入正常的浮充工作状态。
[0058]在市电停电到发电机组30正常供电的时间段，通信供电由蓄电池组63提供DC/AC的功率需求，蓄电池组63放出的容量缺口，待市电恢复供电时通过充电系统浮充补充电完成。
[0059]在发电机组30供电期间，发电机组30总容量不能完全满足通信功率时，此时如蓄电池组63有一定的富裕容量，智能控制模块20也可以通过预先设定的功率比例阀值，使得部份通信负载功率由发电机组30提供，部分通信负载功率由蓄电池组63提供。在通信业务发展超出预期容量时，还可以通过增加部分蓄电池组63来满足通信需求，从而避免了更大容量的柴油发电机组30投资。
[0060]本实用新型中的蓄电池组63可选为通用的铅酸蓄电池组，当然，为使得本实用新型的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统10能够在低温环境下正常使用，将蓄电池组63优选为磷酸铁锂蓄电池组。
[0061]通过以上各实施例可知，本申请存在的有益效果是:
[0062]I)本实用新型所提供的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，采用智能控制发电机组供给的UPS负荷的方法，在运行可靠性保障的前提下，减少发电机组的设计容量，减少了投资。
[0063]2)本实用新型所提供的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，通过智能控制，保持发电机组负荷平稳，安全运行，提高了发电机组的使用效率，有利于进一步节能减排。
[0064]3)本实用新型所提供的不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，当通信业务发展超出预期容量，发电机组容量不满足系统供电时，通过智能控制模块，采用发电机组部分供电、UPS电源系统中的蓄电池组部分供电的混合供电模式，以缓解发电机组容量不足的问题。
[0065]本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0066]上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，其特征在于， 包括:智能控制模块、发电机组、发电机组控制模块、协议转换器以及不间断电源系统，其中， 所述发电机组控制模块，连接到所述发电机组和所述智能控制模块，用于在市电异常时，向所述发电机组发送市电异常信号，启动所述发电机组，同时用于在所述发电机组输出电压稳定前，向所述智能控制模块输出放电信号，并用于在所述发电机组输出电压稳定后，向所述智能控制模块发送柴油机供电信号； 所述智能控制模块，连接到所述协议转换器和所述不间断电源系统，用于接收所述发电机组控制模块发送的所述放电信号和所述柴油机供电信号，并将所述放电信号发送至所述不间断电源系统，将所述柴油机供电信号发送至所述协议转换器，并用于在市电恢复正常时，向所述协议转换器发送充电信号； 所述协议转换器，连接到所述不间断电源系统，用于接收所述柴油机供电信号和所述充电信号，将所述柴油机供电信号和所述充电信号转换为所述不间断电源系统能够识别的信号并发送至所述不间断电源系统； 所述不间断电源系统，连接到外部的通信设备和所述智能控制模块，用于接收所述协议转换器转换后的柴油机供电信号和所述协议转换器转换后的充电信号，并用于接收所述智能控制模块发送的放电信号，同时用于向所述通信设备供电； 所述发电机组，连接到外部的所述通信设备，用于向所述通信设备供电。2.根据权利要求1所述不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，其特征在于， 还包括:RS232通信接口， 所述RS232通信接口连接到所述智能控制模块和所述协议转换器，用于接收所述智能控制模块发送的所述充电信号和所述柴油机供电信号，并将所述充电信号和所述柴油机供电信号发送至所述协议转换器。3.根据权利要求1或2所述不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，其特征在于， 所述不间断电源系统，进一步包括:不间断电源系统监控模块、整流模块和蓄电池组， 所述不间断电源系统监控模块，连接到所述协议转换器和所述整流模块，用于接收所述协议转换器转换后的充电信号和柴油机供电信号，并将转换后的充电信号和柴油机供电信号发送至所述整流模块； 所述整流模块，连接到所述蓄电池组和所述通信设备，用于将所述充电信号和所述柴油机供电信号发送至所述蓄电池组，并用于在市电正常时，向所述蓄电池组充电，同时用于在市电异常时，接收所述蓄电池组的放电电流，并向所述通信设备供电； 所述蓄电池组，还连接到所述智能控制模块，用于接收所述智能控制模块发送的放电信号，并在接收到所述放电信号后向所述整流模块放电，同时用于接收所述整流模块发送的柴油机供电信号，并在接收到所述柴油机供电信号后保持静止状态，还用于接收所述整流模块发送的充电信号，并在接收到所述充电信号后，进入浮充工作状态。4.根据权利要求3所述不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，其特征在于， 所述蓄电池组为磷酸铁锂蓄电池组。5.根据权利要求3所述不间断电源系统匹配发电机组的负荷控制系统，其特征在于， 所述蓄电池组为铅酸蓄电池组。
【文档编号】H02J9/08GK205544581SQ201620300687
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】姜堃, 赵长煦, 李常卫, 申海涛
【申请人】北京动科瑞利文科技有限公司