一种电源切换方法及电源切换系统与流程

本申请涉及供电设备技术领域，更具体地说，涉及一种电源切换方法及电源切换系统。

背景技术：

电源切换系统的应用场所非常广泛，诸如医院、商场、实验室、小区等对于电源供电稳定性较高的场所大多都配备电源切换系统，以在主电源出现故障时快速切换为备用电源供电。

由于电源切换系统在进行主备电源切换时所需时间较长，因此在其应用于为一些敏感负载供电时，通常会在负载前端增加动态电压恢复器(dynamicvoltagerestorer，dvr)，用具有主备电源的电源切换系统和动态电压恢复器的组合来保护双电源的无缝切换。

但是在实际的应用过程中发现，由于电源切换系统对于主备电源的要求是同源电源，而实际供电的主备电源通常是不同源的市电，很难满足同源电源同时作为主备电源这一要求，这就导致电源切换系统与动态电压恢复器的组合在实际的应用过程中，当动态电压恢复器退出补偿时，依然会造成负载因主备电源的差异过大而停机。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请提供了一种电源切换方法及电源切换系统，以实现降低主电源和待切换电源切换时，为负载提供的电源的相位及频率的变化程度，解决在动态电压恢复器退出补偿时，造成负载因主备电源的差异过大而停机的问题。

为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种电源切换方法，应用于包括多电源切换设备与动态电压恢复器构成的电源切换系统，所述电源切换方法包括：

获取多电源切换设备的主电源状态信息以及待切换电源状态信息，所述主电源状态信息包括主电源的相位以及频率信息，所述待切换电源状态信息包括待切换电源的相位以及频率信息；

根据所述主电源状态信息和待切换电源状态信息，确定中间态电源的状态信息，所述中间态电源的状态信息包括中间态电源的相位以及频率，所述中间态电源的相位介于所述主电源的相位以及所述待切换电源的相位之间，且所述中间态电源的频率接于所述主电源的频率以及所述待切换电源的频率之间；

判断所述多电源切换设备是否将主电源切换为待切换电源供电，如果是，则向负载提供所述中间态电源，并获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，并在调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电；

所述待切换电源的当前状态信息包括所述待切换电源的当前频率和当前相位。

可选的，所述电源切换系统还包括：连接所述多电源切换设备与所述动态电压恢复器之间的电网分离器；

所述判断所述多电源切换设备是否将主电源切换为待切换电源供电包括：

在所述多电源切换设备的主电源异常，且所述电网分离器切断所述主电源与所述负载的连接时，判定所述多电源切换设备将主电源切换为待切换电源供电。

可选的，所述向负载提供所述中间态电源包括：

向所述负载提供与主电源状态信息一致的初始电源，并将所述初始电源的相位和频率向所述中间态电源的相位和频率调整，直至所述初始电源的相位和频率与所述中间态电源的相位和频率一致。

可选的，所述在调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电包括：

在所述中间态电源的频率与所述待切换电源的当前频率差值小于第一预设阈值，且所述中间态电源的相位与所述待切换电源的当前相位差值小于第二预设阈值时，利用所述待切换电源为所述负载供电。

可选的，当所述多电源切换设备为双电源切换设备时，所述待切换电源为所述双电源切换设备中的备用电源；

当所述多电源切换设备包括多路备用电源时，所述待切换电源为从所述多路备用电源中随机确定的一路备用电源或为所述多路备用电源中，相位和频率与所述主电源的相位和频率差值最小的一路备用电源。

可选的，所述根据所述主电源状态信息和待切换电源状态信息，确定中间态电源的状态信息包括：

将所述主电源的频率和所述待切换电源的频率的平均值作为所述中间态电源的频率；

将所述主电源的相位和所述待切换电源的相位的平均值作为所述中间态电源的相位。

一种电源切换系统，包括：多电源切换设备和动态电压恢复器，其中，

所述动态电压恢复器用于获取多电源切换设备的主电源状态信息以及待切换电源状态信息，所述主电源状态信息包括主电源的相位以及频率信息，所述待切换电源状态信息包括待切换电源的相位以及频率信息；

根据所述主电源状态信息和待切换电源状态信息，确定中间态电源的状态信息，所述中间态电源的状态信息包括中间态电源的相位以及频率，所述中间态电源的相位介于所述主电源的相位以及所述待切换电源的相位之间，且所述中间态电源的频率接于所述主电源的频率以及所述待切换电源的频率之间；

判断所述多电源切换设备是否将主电源切换为待切换电源供电，如果是，则向负载提供所述中间态电源，并获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，并在调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电；

所述待切换电源的当前状态信息包括所述待切换电源的当前频率和当前相位。

可选的，所述电源切换系统还包括：连接所述多电源切换设备与所述动态电压恢复器之间的电网分离器；

所述动态电压恢复器判断所述多电源切换设备是否将主电源切换为待切换电源供电具体用于，在所述多电源切换设备的主电源异常，且所述电网分离器切断所述主电源与所述负载的连接时，判定所述多电源切换设备将主电源切换为待切换电源供电。

可选的，所述动态电压恢复器向负载提供所述中间态电源具体用于，向所述负载提供与主电源状态信息一致的初始电源，并将所述初始电源的相位和频率向所述中间态电源的相位和频率调整，直至所述初始电源的相位和频率与所述中间态电源的相位和频率一致。

可选的，所述电源切换系统还包括：状态调整设备；

所述状态调整设备，用于在当所述多电源切换设备将主电源切换为待切换电源供电时，对所述待切换电源的状态信息进行调整后作为新的待切换电源向所述动态电压恢复器传输。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种电源切换方法及电源切换系统，其中，所述电源切换方法首先获取主电源状态信息和待切换电源状态信息，并根据主电源状态信息和待切换电源状态信息确定中间态电源的状态信息，然后在当所述多电源切换设备将主电源切换为待切换电源供电时，向负载提供中间态电源，并获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，最后在当调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电，所述动态电压恢复器退出补偿，完成主电源向待切换电源的切换，在这个过程中，由于中间态电源的相位和频率均介于主电源和待切换电源的相位和频率之间，可以实现降低主电源和待切换电源切换时，为负载提供的电源的相位及频率的变化程度，解决在动态电压恢复器退出补偿时，造成负载因主备电源的差异过大而停机的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的双电源切换设备的电路结构示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的一种电源切换系统的结构示意图；

图3为本申请的一个实施例提供的一种电源切换方法的流程示意图；

图4为本申请的另一个实施例提供的一种电源切换系统的结构示意图；

图5为本申请的另一个实施例提供的一种电源切换方法的流程示意图；

图6为本申请的又一个实施例提供的一种电源切换方法的流程示意图。

具体实施方式

参考图1，图1给出了一种双电源切换设备的电路结构示意图，附图1中，l1、l2和l3分别用于接入电源a和电源b的三相电源，电源a和电源b分别为主电源和备用电源，标号fu表示熔断器、km1和km2分别表示接触器的辅助触点，kt1、kt2和kt1-1分别表示接触器的不同的控制线圈，hk表示接触器的主触点，其具体连接关系参考图1。双电源切换设备集开关与逻辑控制于一体，无需外加控制器，真正实现机电一体化的自动转换开关，具有电压检测、频率检测、通讯接口、电气、机械互锁等功能，可实现自动、电动远程、紧急手动控制。操作是由逻辑控制板以各种逻辑命令来管理电机、变速箱的操作运行来实现电机带动开关弹簧蓄能，瞬时释放的加速机构，快速接通分断电路或进行电路转换。

但由于该双电源切换设备的主备电源切换时间过长，在敏感负载保护时通常会在负载前端增加动态电压恢复器，用双电源切换设备+动态电压恢复器的形式来保证双电源的无缝切换，但双电源切换设备需要主备电源是同源电源，不能有相位和频率差别。

但正如背景技术所述，传统的动态电压恢复器电压跟踪技术，无法满足多路电源的的同时跟踪以及多路电源切换时的相位相角调整，最终导致两路电源的相位相角差值过大，双电源完成切换，动态电压恢复器退出补偿时，依然会造成负载因电压异常停机，没法保证互为备份的非同源双电源下的敏感负载可以成功度过双电源切换的中间状态。使得双电源+动态电压恢复器的技术组合没有真正的实际用途。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种电源切换方法，应用于包括多电源切换设备与动态电压恢复器构成的电源切换系统，所述电源切换方法包括：

获取多电源切换设备的主电源状态信息以及待切换电源状态信息，所述主电源状态信息包括主电源的相位以及频率信息，所述待切换电源状态信息包括待切换电源的相位以及频率信息；

根据所述主电源状态信息和待切换电源状态信息，确定中间态电源的状态信息，所述中间态电源的状态信息包括中间态电源的相位以及频率，所述中间态电源的相位介于所述主电源的相位以及所述待切换电源的相位之间，且所述中间态电源的频率接于所述主电源的频率以及所述待切换电源的频率之间；

判断所述多电源切换设备是否将主电源切换为待切换电源供电，如果是，则向负载提供所述中间态电源，并获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，并在调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电；

所述待切换电源的当前状态信息包括所述待切换电源的当前频率和当前相位。

所述电源切换方法首先获取主电源状态信息和待切换电源状态信息，并根据主电源状态信息和待切换电源状态信息确定中间态电源的状态信息，然后在当所述多电源切换设备将主电源切换为待切换电源供电时，向负载提供中间态电源，并获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，最后在当调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电，所述动态电压恢复器退出补偿，完成主电源向待切换电源的切换，在这个过程中，由于中间态电源的相位和频率均介于主电源和待切换电源的相位和频率之间，可以实现降低主电源和待切换电源切换时，为负载提供的电源的相位及频率的变化程度，解决在动态电压恢复器退出补偿时，造成负载因主备电源的差异过大而停机的问题。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种电源切换方法，应用于如图2所示的包括多电源切换设备与动态电压恢复器构成的电源切换系统，如图3所示，所述电源切换方法包括：

s101：获取多电源切换设备的主电源状态信息以及待切换电源状态信息，所述主电源状态信息包括主电源的相位以及频率信息，所述待切换电源状态信息包括待切换电源的相位以及频率信息；

s102：根据所述主电源状态信息和待切换电源状态信息，确定中间态电源的状态信息，所述中间态电源的状态信息包括中间态电源的相位以及频率，所述中间态电源的相位介于所述主电源的相位以及所述待切换电源的相位之间，且所述中间态电源的频率接于所述主电源的频率以及所述待切换电源的频率之间；

s103：判断所述多电源切换设备是否将主电源切换为待切换电源供电，如果是，则向负载提供所述中间态电源，并获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，并在调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电；

所述待切换电源的当前状态信息包括所述待切换电源的当前频率和当前相位。

在图2中，10表示所述多电源切换设备，20表示所述动态电压恢复器。

在本实施例中，所述电源切换方法首先获取主电源状态信息和待切换电源状态信息，并根据主电源状态信息和待切换电源状态信息确定中间态电源的状态信息，然后在当所述多电源切换设备将主电源切换为待切换电源供电时，向负载提供中间态电源，并获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，最后在当调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电，所述动态电压恢复器退出补偿，完成主电源向待切换电源的切换，在这个过程中，由于中间态电源的相位和频率均介于主电源和待切换电源的相位和频率之间，可以实现降低主电源和待切换电源切换时，为负载提供的电源的相位及频率的变化程度，解决在动态电压恢复器退出补偿时，造成负载因主备电源的差异过大而停机的问题。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述电源切换系统还包括：连接所述多电源切换设备与所述动态电压恢复器之间的电网分离器30；

如图5所示，所述电源切换方法包括：

s201：获取多电源切换设备的主电源状态信息以及待切换电源状态信息，所述主电源状态信息包括主电源的相位以及频率信息，所述待切换电源状态信息包括待切换电源的相位以及频率信息；

s202：根据所述主电源状态信息和待切换电源状态信息，确定中间态电源的状态信息，所述中间态电源的状态信息包括中间态电源的相位以及频率，所述中间态电源的相位介于所述主电源的相位以及所述待切换电源的相位之间，且所述中间态电源的频率接于所述主电源的频率以及所述待切换电源的频率之间；

s203：在所述多电源切换设备的主电源异常，且所述电网分离器切断所述主电源与所述负载的连接时，判定所述多电源切换设备将主电源切换为待切换电源供电，向所述负载提供与主电源状态信息一致的初始电源，并将所述初始电源的相位和频率向所述中间态电源的相位和频率调整，直至所述初始电源的相位和频率与所述中间态电源的相位和频率一致；

s204：获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，并在调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电；

所述待切换电源的当前状态信息包括所述待切换电源的当前频率和当前相位。

在本实施例中，提供了一种可行的判断所述多电源切换设备是否将主电源切换为待切换电源供电的方法，以及向负载提供所述中间态电源的可行方法。具体地，在本实施例中，所述多电源切换设备与所述动态电压恢复器之间还包括电网分离器，所述电网分离器在当所述主电源异常时，其中内置的晶闸管反向关断，以切断负载和主电源之间的连接，负载在5ms内就会切换为由动态负载恢复器供电，此时动态负载恢复器向所述负载提供与主电源状态信息一致的初始电源(即此时的初始电源的相位和频率与主电源状态信息一致)，并在一定时间(大约两个周波)内将初始电源的相位和频率调整为中间态电源的相位和频率，与此同时，多电源切换设备在200ms以内从完全从主电源切换为待切换电源。

当多电源切换设备在完成待切换电源的切换后，所述动态电压恢复器开始执行步骤s204，进行从中间态电源向待切换电源的动态切换。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个可选实施例中，如图6所示，所述电源切换方法包括：

s301：获取多电源切换设备的主电源状态信息以及待切换电源状态信息，所述主电源状态信息包括主电源的相位以及频率信息，所述待切换电源状态信息包括待切换电源的相位以及频率信息；

s302：根据所述主电源状态信息和待切换电源状态信息，确定中间态电源的状态信息，所述中间态电源的状态信息包括中间态电源的相位以及频率，所述中间态电源的相位介于所述主电源的相位以及所述待切换电源的相位之间，且所述中间态电源的频率接于所述主电源的频率以及所述待切换电源的频率之间；

s303：在所述多电源切换设备的主电源异常，且所述电网分离器切断所述主电源与所述负载的连接时，判定所述多电源切换设备将主电源切换为待切换电源供电，向所述负载提供与主电源状态信息一致的初始电源，并将所述初始电源的相位和频率向所述中间态电源的相位和频率调整，直至所述初始电源的相位和频率与所述中间态电源的相位和频率一致；

s304：获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，并在所述中间态电源的频率与所述待切换电源的当前频率差值小于第一预设阈值，且所述中间态电源的相位与所述待切换电源的当前相位差值小于第二预设阈值时，利用所述待切换电源为所述负载供电；

所述待切换电源的当前状态信息包括所述待切换电源的当前频率和当前相位。

在本实施例中，提供了一种判断调整后的中间态电源的状态信息是否满足切换条件的方法，即在中间态电源的频率与所述待切换电源的当前频率的差值小于第一预设阈值，且所述中间态电源的相位与所述待切换电源的当前相位的差值小于第二预设阈值时，认为调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件，可以由中间态电源切换为待切换电源，即所述动态电压恢复器完成补偿，退出切换过程。

可选的，当所述多电源切换设备为双电源切换设备时，所述待切换电源为所述双电源切换设备中的备用电源；

当所述多电源切换设备包括多路备用电源时，所述待切换电源为从所述多路备用电源中随机确定的一路备用电源或为所述多路备用电源中，相位和频率与所述主电源的相位和频率差值最小的一路备用电源。

在本实施例中，所述多路备用电源中，相位和频率与所述主电源的相位和频率差值最小的一路备用电源可以是相位差值最小，且频率差值最小的备用电源，或者可以是相位差值与频率差值之和最小的备用电源，在当两路或多路备用电源与主电源的相位差值和频率差值之和出现相等的情况时，从这些相位差值和频率差值之和相当的备用电源中随机选取一路备用电源作为所述待切换电源。

可选的，所述根据所述主电源状态信息和待切换电源状态信息，确定中间态电源的状态信息包括：

将所述主电源的频率和所述待切换电源的频率的平均值作为所述中间态电源的频率；

将所述主电源的相位和所述待切换电源的相位的平均值作为所述中间态电源的相位。

在本实施例中，所述主电源的频率和所述待切换电源的频率的平均值可以是所述主电源的瞬时频率和所述待切换电源的瞬时频率的平均值，也可以是所述主电源一段时间内的平均频率和所述待切换电源的一段时间内的瞬时频率的平均值；

相应的，所述主电源的相位和所述待切换电源的相位的平均值可以是所述主电源的瞬时相位和所述待切换电源的瞬时相位的平均值，也可以是所述主电源一段时间内的平均相位和所述待切换电源的一段时间内的瞬时相位的平均值。

下面对本申请实施例提供的电源切换系统进行描述，下文描述的电源切换系统可与上文描述的电源切换方法相互对应参照。

相应的，本申请实施例还提供了一种电源切换系统，参考图2，包括：多电源切换设备10和动态电压恢复器20，其中，

所述动态电压恢复器20用于获取多电源切换设备10的主电源状态信息以及待切换电源状态信息，所述主电源状态信息包括主电源的相位以及频率信息，所述待切换电源状态信息包括待切换电源的相位以及频率信息；

根据所述主电源状态信息和待切换电源状态信息，确定中间态电源的状态信息，所述中间态电源的状态信息包括中间态电源的相位以及频率，所述中间态电源的相位介于所述主电源的相位以及所述待切换电源的相位之间，且所述中间态电源的频率接于所述主电源的频率以及所述待切换电源的频率之间；

判断所述多电源切换设备10是否将主电源切换为待切换电源供电，如果是，则向负载提供所述中间态电源，并获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，并在调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电；

所述待切换电源的当前状态信息包括所述待切换电源的当前频率和当前相位。

可选的，所述电源切换系统还包括：连接所述多电源切换设备10与所述动态电压恢复器20之间的电网分离器；

所述动态电压恢复器20判断所述多电源切换设备10是否将主电源切换为待切换电源供电具体用于，在所述多电源切换设备10的主电源异常，且所述电网分离器切断所述主电源与所述负载的连接时，判定所述多电源切换设备10将主电源切换为待切换电源供电。

可选的，所述动态电压恢复器20向负载提供所述中间态电源具体用于，向所述负载提供与主电源状态信息一致的初始电源，并将所述初始电源的相位和频率向所述中间态电源的相位和频率调整，直至所述初始电源的相位和频率与所述中间态电源的相位和频率一致。

可选的，所述电源切换系统还包括：状态调整设备；

所述状态调整设备，用于在当所述多电源切换设备10将主电源切换为待切换电源供电时，对所述待切换电源的状态信息进行调整后作为新的待切换电源向所述动态电压恢复器20传输。

可选的，所述状态调整设备可以是变压器或整流器等能够调整待切换电源的相位和频率等参数的设备。

综上所述，本申请实施例提供了一种电源切换方法及电源切换系统，其中，所述电源切换方法首先获取主电源状态信息和待切换电源状态信息，并根据主电源状态信息和待切换电源状态信息确定中间态电源的状态信息，然后在当所述多电源切换设备将主电源切换为待切换电源供电时，向负载提供中间态电源，并获取所述待切换电源的当前状态信息，将所述中间态电源的状态信息向所述待切换电源的当前状态信息调整，最后在当调整后的中间态电源的状态信息满足切换条件时，利用所述待切换电源为所述负载供电，所述动态电压恢复器退出补偿，完成主电源向待切换电源的切换，在这个过程中，由于中间态电源的相位和频率均介于主电源和待切换电源的相位和频率之间，可以实现降低主电源和待切换电源切换时，为负载提供的电源的相位及频率的变化程度，解决在动态电压恢复器退出补偿时，造成负载因主备电源的差异过大而停机的问题。

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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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。