电源控制方法及电源系统与流程

1.本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种电源控制方法及电源系统。


背景技术：

2.ups(uninterruptible power supply，不间断电源)是一种能量供给装置，用于为电力电子设备提供不间断的电力供给，当市电发生异常或断电时，可以由发电机供电。
3.现有技术中，发电机启动后，由于ups的pfc(power factor correction，功率因数校正)升压还未开启，ups的功率因数较低，会引起发电机的输出电压抬高现象，从而导致ups过压保护。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种电源控制方法及电源系统，以解决现有技术中ups在发电机供电时，发电机启动但pfc升压还未开启时，ups过压保护的问题。
5.本发明实施例的第一方面提供了一种电源控制方法，电源包括：正母线、负母线、pfc模块、电源变换模块、功率因数补偿模块；
6.pfc模块的三相输入端与功率因数补偿模块连接，pfc模块的三相输入端还用于与发电机连接，pfc模块的第一输出端与正母线连接，pfc模块的第二输出端与负母线连接；
7.电源变换模块的第一输入端与正母线连接，电源变换模块的第二输入端与负母线连接，电源变换模块的输出端用于为负载供电；
8.功率因数补偿模块用于提高电源的功率因数；
9.电源控制方法包括：
10.控制功率因数补偿模块启动；
11.在功率因数补偿模块启动后，控制pfc模块启动。
12.本发明实施例的第二方面提供了一种电源控制终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如本发明实施例第一方面提供的电源控制方法的步骤。
13.本发明实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面提供的电源控制方法的步骤。
14.本发明实施例的第四方面提供了一种电源系统，包括本发明实施例第二方面提供的电源控制终端及本发明实施例第一方面提供电源控制方法中的电源；
15.电源控制终端与电源连接。
16.本发明实施例提供了一种电源控制方法及电源系统，上述电源包括：正母线、负母线、pfc模块、电源变换模块、功率因数补偿模块；功率因数补偿模块用于提高电源的功率因数；上述电源控制方法包括：控制功率因数补偿模块启动；在功率因数补偿模块启动后，控制pfc模块启动。本发明实施例在发电机启动后，先启动功率因数补偿模块，提高电源的功
率因数，使发电机的输出电压正常，避免功率因数太低，发电机输出电压过高引起电源过压保护。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明实施例提供的一种电源的结构示意图；
19.图2是本发明实施例提供的一种电源控制方法的实现流程示意图；
20.图3是本发明实施例提供的又一种电源的结构示意图；
21.图4是本发明实施例提供的一种电源的电路原理示意图；
22.图5是本发明实施例提供的电源控制装置的示意图；
23.图6是本发明实施例提供的电源控制终端的示意图；
24.图7是本发明实施例提供的电源系统的示意图。
具体实施方式
25.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
26.为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
27.现有技术中，发电机启动后，由于pfc升压还未启动，发电机通过pfc模块内的功率管的体二极管不控整流到母线，对滤波电容及母线电容充电，产生无功电流，使得电源的功率因数(pf值)较低。而基于发电机的固有特性，当电源的pf值较低时，发电机的输出电压会被抬高。由于此时pfc模块还未启动，无法进行无功补偿，调节电源的pf值，因此被抬高后的发电机的输出电压会引起电源输入过压保护，或不控整流到母线导致母线过压保护。
28.参考图1及图2，本发明实施例提供了一种电源控制方法，电源1包括：正母线bus+、负母线bus
‑
、pfc模块11、电源变换模块12、功率因数补偿模块13；
29.pfc模块11的三相输入端与功率因数补偿模块13连接，pfc模块11的三相输入端还用于与发电机14连接，pfc模块11的第一输出端与正母线bus+连接，pfc模块11的第二输出端与负母线bus
‑
连接；
30.电源变换模块12的第一输入端与正母线bus+连接，电源变换模块12的第二输入端与负母线bus
‑
连接，电源变换模块12的输出端用于为负载15供电；
31.功率因数补偿模块13用于提高电源1的功率因数；
32.上述电源控制方法包括：
33.s101：控制功率因数补偿模块13启动；
34.s102：在功率因数补偿模块13启动后，控制pfc模块11启动。
35.本发明实施例中，在电源1中加入功率因数补偿模块13，用以提高电源1的功率因
数。在发电机14启动后，但pfc模块11还未启动时，首先启动功率因数补偿模块13进行无功补偿，提高电源1的功率因数，使得发电机14的输出电压在正常范围内，避免功率因数太低，发电机14输出电压过高引起电源1过压保护。
36.其中，电源变换模块12可以为dcac逆变器，负载15为交流负载；电源变换模块12也可以为dcdc变换器，负载15为直流负载。
37.一些实施例中，参考图4，功率因数补偿模块13可以包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3及第一接触器k1；
38.第一电阻r1的第一端分别与第二电阻r2的第一端及第三电阻r3的第一端连接，第一电阻r1的第二端通过第一接触器k1中的第一开关与pfc模块11的三相输入端中的第一相输入端连接；
39.第二电阻r2的第二端通过第一接触器k1中的第二开关与pfc模块11的三相输入端中的第二相输入端连接；
40.第三电阻r3的第二端通过第一接触器k1中的第三开关与pfc模块11的三相输入端中的第三相输入端连接；
41.s101可以包括：
42.s1011：控制第一接触器k1闭合。
43.本发明实施例中，三个电阻(r1、r2和r3)星形连接形成功率因数补偿模块13，电源1启动时，通过并入阻性负载15降低无功电流占比，提高了电源1的pf值，使得发电机14的输出电压不会被抬的抬高。
44.一些实施例中，参考图3，电源1还可以包括：缓启模块16；
45.缓启模块16的三相输入端分别与pfc模块11的三相输入端连接，缓启模块16的第一输出端与正母线bus+连接，缓启模块16的第二输出端与负母线bus
‑
连接；
46.在s101之前，电源控制方法还可以包括：
47.s103：控制缓启模块16启动，以使母线缓启开始；
48.s101可以包括：
49.s1012：确定母线缓启是否完成；
50.s1013：若母线缓启完成，则控制缓启模块16关闭，并控制功率因数补偿模块13启动。
51.本发明实施例中，电源1还包括缓启模块16，开机后首先通过缓启模块16进行母线缓启，由于此时母线电压较低，不会引起电源1过压保护，待母线缓启完成后启动功率因数补偿模块13，防止电源1过压保护。
52.例如，参考图4，缓启模块16可以包括第三接触器k3，可以通过第三接触器k3控制缓启模块16的启动与关闭。
53.一些实施例中，s1012可以包括：
54.1、获取正母线bus+的电压、负母线bus
‑
的电压及母线缓启时间；
55.2、若正母线bus+的电压与负母线bus
‑
的电压的差值的绝对值大于第一预设电压，且母线缓启时间大于第一预设时间，则确定母线缓启完成。
56.本发明实施例中当母线电压达到第一预设电压，且母线缓启时间也足够则确定缓启完成，防止母线电压异常偏高造成误判。其中，第一预设时间可根据实际应用需求设定，
确保缓启完成。例如，第一预设时间可以为5s。第一预设电压也可根据实际应用需求设定，一般第一预设电压可以为峰值电压的0.85倍。例如，第一预设电压可以为380*1.414*0.85v。
57.一些实施例中，参考图4，pfc模块11可以包括：pfc单元111及第二接触器k2；
58.pfc单元111的三相输入端分别通过第二接触器k2与pfc模块11的三相输入端连接，pfc单元111的第一输出端与pfc模块11的第一输出端连接，pfc单元111的第二输出端与pfc模块11的第二输出端连接；
59.上述控制pfc模块11启动可以包括：
60.控制第二接触器k2闭合，经过第二预设时间，控制pfc单元111启动。
61.本发明实施例中，启动pfc模块11时可以先闭合pfc单元111的接入开关(第二接触器k2)，延时第二预设时间，在确保第二接触器k2可靠闭合后启动pfc单元111，也即启动pfc升压，pfc模块11开始正常工作。其中，第二预设时间也可根据实际应用需求设定，确保接触器可靠吸合。例如，第二预设时间可以为5s。
62.其中，pfc单元111的电路原理图参考图4，在此不再赘述。
63.一些实施例中，在s102之后，上述方法还可以包括：
64.s104：获取正母线bus+的电压及负母线bus
‑
的电压
65.s105：当正母线bus+的电压与负母线bus
‑
的电压的差值的绝对值达到第二预设电压时，控制功率因数补偿模块13关闭。
66.当pfc模块11正常工作，母线电压稳定后，pfc模块11调节电源1的pf值，无需再通过功率因数补偿模块13调节电源1的pf值，此时可切除功率因数补偿模块13，电源1进入正常工作模式。
67.一些实施例中，第二预设电压大于第一预设电压。例如，第二预设电压可以为380*1.414v。
68.一些实施例中，参考图3，电源1还可以包括：储能模块17；
69.储能模块17的第一端与正母线bus+连接，储能模块17的第二端与负母线bus
‑
连接。
70.储能模块17的电路原理图可参考图4，正电池输入端bat+连接电池组的正极，负电池输入端bat
‑
连接电池组的负极；储能模块17还包括第三端，储能模块17的第三端与正母线bus+和负母线bus
‑
的中点0v连接，具体在此不再赘述。
71.例如，电源1可以为ups能源。
72.一些实施例中，参考图4，电源1还可以包括第四接触器k4，用于控制发电机14的接入，在此不再赘述。
73.一些实施例中，pfc模块11及电源变换模块12的电路原理图可参考图4，pfc模块11用于升压，电源变换模块12用于逆变。具体在此不再赘述。
74.参考图4，结合具体实施例对上述方法进行说明。
75.1、发动机开启，闭合第四接触器k4，闭合第三接触器k3，母线缓启动；2、母线缓启完成后，断开第三接触器k3，闭合第一接触器k1；
76.3、闭合第二接触器k2，延时5s，启动pfc升压；
77.4、母线电压稳定输出后断开第一接触器k1。
78.本发明实施例中，发送机开启后先进行缓启，此时母线电压较低，不会过压。当缓启完成后断开缓启动模块，并接入阻性负载，降低电源1的pf值，防止发电机14输出电压过大。此时闭合第二接触器k2，pfc升压。母线升压完成后电源1的无功电流降低，pf值比较稳定，发电机14的输出电压不会被抬高的过高，无需通过阻性负载提高电源1的pf值，此时断开阻性负载，避免电源1过压保护，确保了发电机14供电时电源1的稳定启动。
79.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
80.参考图5，本发明实施例还提供了一种电源控制装置，电源1包括：正母线bus+、负母线bus
‑
、pfc模块11、电源变换模块12、功率因数补偿模块13；
81.pfc模块11的三相输入端与功率因数补偿模块13连接，pfc模块11的三相输入端还用于与发电机14连接，pfc模块11的第一输出端与正母线bus+连接，pfc模块11的第二输出端与负母线bus
‑
连接；
82.电源变换模块12的第一输入端与正母线bus+连接，电源变换模块12的第二输入端与负母线bus
‑
连接，电源变换模块12的输出端用于为负载15供电；
83.功率因数补偿模块13用于提高电源1的功率因数；
84.电源控制装置包括：
85.第一控制模块21，用于控制功率因数补偿模块13启动；
86.第二控制模块22，用于在功率因数补偿模块13启动后，控制pfc模块11启动。
87.一些实施例中，功率因数补偿模块13可以包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3及第一接触器k1；
88.第一电阻r1的第一端分别与第二电阻r2的第一端及第三电阻r3的第一端连接，第一电阻r1的第二端通过第一接触器k1中的第一开关与pfc模块11的三相输入端中的第一相输入端连接；
89.第二电阻r2的第二端通过第一接触器k1中的第二开关与pfc模块11的三相输入端中的第二相输入端连接；
90.第三电阻r3的第二端通过第一接触器k1中的第三开关与pfc模块11的三相输入端中的第三相输入端连接；
91.第一控制模块21可以包括：
92.第一接触器控制单元211，用于控制第一接触器k1闭合。
93.一些实施例中，电源1还可以包括：缓启模块16；
94.缓启模块16的三相输入端分别与pfc模块11的三相输入端连接，缓启模块16的第一输出端与正母线bus+连接，缓启模块16的第二输出端与负母线bus
‑
连接；
95.电源控制装置还可以包括：
96.第三控制模块23，用于控制缓启模块16启动，以使母线缓启开始；
97.第一控制模块21可以包括：
98.缓启确认单元212，用于确定母线缓启是否完成；
99.控制单元213，用于若母线缓启完成，则控制缓启模块16关闭，并控制功率因数补偿模块13启动。
100.一些实施例中，缓启确认单元212具体用于：
101.1、获取正母线bus+的电压、负母线bus
‑
的电压及母线缓启时间；
102.2、若正母线bus+的电压与负母线bus
‑
的电压的差值的绝对值大于第一预设电压，且母线缓启时间大于第一预设时间，则确定母线缓启完成。
103.一些实施例中，pfc模块11可以包括：pfc单元111及第二接触器k2；
104.pfc单元111的三相输入端分别通过第二接触器k2与pfc模块11的三相输入端连接，pfc单元111的第一输出端与pfc模块11的第一输出端连接，pfc单元111的第二输出端与pfc模块11的第二输出端连接；
105.第二控制模块22可以包括：
106.第二接触器控制单元221，用于控制第二接触器k2闭合，经过第二预设时间，控制pfc单元111启动。
107.一些实施例中，电源控制装置还可以包括：
108.参数获取模块24，用于获取正母线bus+的电压及负母线bus
‑
的电压
109.第四控制模块25，用于当正母线bus+的电压与负母线bus
‑
的电压的差值的绝对值达到第二预设电压时，控制功率因数补偿模块13关闭。
110.一些实施例中，电源1还可以包括：储能模块17；
111.储能模块17的第一端与正母线bus+连接，储能模块17的第二端与负母线bus
‑
连接。
112.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将电源控制终端的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
113.图6是本发明一实施例提供的电源控制终端4的示意框图。如图6所示，该实施例的电源控制终端4包括：一个或多个处理器40、存储器41以及存储在存储器41中并可在处理器40上运行的计算机程序42。处理器40执行计算机程序42时实现上述各个电源控制方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤s101至s102。或者，处理器40执行计算机程序42时实现上述电源控制装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块21至22的功能。
114.示例性地，计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器41中，并由处理器40执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序42在电源控制终端4中的执行过程。例如，计算机程序42可以被分割成第一控制模块21及第二控制模块22。
115.第一控制模块21，用于控制功率因数补偿模块13启动；
116.第二控制模块22，用于在功率因数补偿模块13启动后，控制pfc模块11启动。
117.其它模块或者单元在此不再赘述。
118.电源控制终端4包括但不仅限于处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是电源控制终端4的一个示例，并不构成对电源控制终端4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电源控制终端4还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。
119.处理器40可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
120.存储器41可以是电源控制终端4的内部存储单元，例如电源控制终端4的硬盘或内存。存储器41也可以是电源控制终端4的外部存储设备，例如电源控制终端4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器41还可以既包括电源控制终端4的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器41用于存储计算机程序42以及电源控制终端4所需的其他程序和数据。存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
121.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
122.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
123.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的电源控制终端4和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的电源控制终端4实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
124.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
125.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
126.集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方
法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read
‑
only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
127.参考图7，本发明实施例还提供了一种电源系统，包括上述实施例提供的电源控制终端4及上述实施例提供的电源1；
128.电源控制终端4与电源1连接。
129.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。