對于靜態(tài)ups系統(tǒng)中的混合電壓和電流控制的系統(tǒng)和方法
【專利說明】對于靜態(tài)UPS系統(tǒng)中的混合電壓和電流控制的系統(tǒng)和方法
[0001]相關申請的交叉引用
該申請是非臨時申請并且要求2014年7月30日提交的對于“SYSTEMS AND METHODSFOR HYBRID VOLTAGE AND CURRENT CONTROL IN STATIC UPS SYSTEMS (對于靜態(tài) UPS 系統(tǒng)中的混合電壓和電流控制的系統(tǒng)和方法)”的美國臨時專利申請序列號62/030,843的優(yōu)先權(quán),其通過引用全部合并于此。
技術(shù)領域
[0002]本發(fā)明的領域大體上涉及不間斷電源,并且更特定地,涉及在螺栓故障的情況下減少DC故障電流分量。
【背景技術(shù)】
[0003]魯棒的功率系統(tǒng)能夠向一個或多個負載供應功率。這樣的功率系統(tǒng)可包括功率的發(fā)生、傳輸、整流、倒置和轉(zhuǎn)換的組合以對電子、光、機械和/或核應用和負載供應能量。在實現(xiàn)功率系統(tǒng)和架構(gòu)時,實際考慮包括成本、尺寸、可靠性和實現(xiàn)的難易度。
[0004]在至少一些已知的功率系統(tǒng)中,一個或多個不間斷電源(UPS)便于向負載供應功率。UPS便于確保向一個或多個關鍵負載連續(xù)供應功率,甚至在功率系統(tǒng)的一個或多個部件失效時也如此。因此,UPS提供冗余電源。UPS可在許多應用(例如,公用事業(yè)變電器、工廠、船舶系統(tǒng)、高安全性系統(tǒng)、醫(yī)院、數(shù)據(jù)通信和電信中心、半導體制造現(xiàn)場、核電廠,等)中使用。此外,UPS可在高、中或低功率應用中使用。例如,UPS可在相對小的功率系統(tǒng)(例如,娛樂或消費系統(tǒng))或微系統(tǒng)(例如,基于芯片的系統(tǒng))中使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]在一個方面,提供系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個不間斷電源(UPS),該多個UPS中的每個UPS包括逆變器、環(huán)形總線、通信耦合于多個UPS的至少一個控制器,該至少一個控制器配置成確定多個UPS的至少一個UPS中的橋電流何時達到預定橋電流極限并且響應于該確定來修改至少一個UPS的所述逆變器中的電容器電壓以使逆變器中的負載電流的DC故障電流分量減少。
[0006]在另一個方面,提供至少一個控制器,用于控制電源系統(tǒng),其包括多個不間斷電源(UPS)、環(huán)形總線以及電耦合于多個UPS和環(huán)形總線的至少一個負載。該至少一個控制器包括處理器和通信耦合于所述處理器的存儲器裝置,所述存儲器裝置存儲可執(zhí)行指令,其配置成促使處理器確定多個UPS的至少一個UPS的逆變器中的橋電流何時達到預定橋電流極限并且響應于該確定來修改逆變器中的電容器電壓以使逆變器中的負載電流的DC故障電流分量減少。
[0007]在再另一個方面,提供控制電源系統(tǒng)的方法,該電源系統(tǒng)包括多個不間斷電源(UPS)、環(huán)形總線以及電耦合于多個UPS和環(huán)形總線的至少一個負載。方法包括確定多個UPS的至少一個UPS的逆變器中的橋電流何時達到預定橋電流極限并且響應于該確定來修改逆變器中的電容器電壓以使逆變器中的負載電流的DC故障電流分量減少。
[0008]示例1:一種系統(tǒng),其包括:多個不間斷電源(UPS),所述多個UPS中的每個UPS包括:逆變器;環(huán)形總線;以及至少一個控制器,其通信耦合于所述多個UPS,所述至少一個控制器配置成:確定所述多個UPS的至少一個UPS中的橋電流何時達到預定橋電流極限;以及修改所述至少一個UPS的所述逆變器中的電容器電壓以使所述逆變器中的負載電流的DC故障電流分量減少。
[0009]示例2:如示例1所述的系統(tǒng),其中所述逆變器包括單相電壓源兩級逆變器。
[0010]示例3:如示例1所述的系統(tǒng),其中所述逆變器包括單相電壓源三級逆變器。
[0011]示例4:如示例1所述的系統(tǒng),其中為了修改電容器電壓,所述至少一個控制器配置成實現(xiàn)這樣的控制算法,所述控制算法在橋電流達到預定電流極限時修改對于所述逆變器中的開關的選通信號。
[0012]示例5:如示例4所述的系統(tǒng),其中為了實現(xiàn)控制算法,所述至少一個控制器配置成實現(xiàn)這樣的控制算法,所述控制算法修改選通信號使得橋電流的量值減小。
[0013]示例6:如示例1所述的系統(tǒng),其中負載電流是通過與至少一個UPS關聯(lián)的負載的電流中的至少一個和至少一個UPS中的故障電流的總和。
[0014]示例7:如示例1所述的系統(tǒng),其進一步包括在所述至少一個UPS與所述環(huán)形總線之間耦合的至少一個斷路器。
[0015]示例8:用于控制電源系統(tǒng)的至少一個控制器,所述電源系統(tǒng)包括多個不間斷電源(UPS)、環(huán)形總線以及電耦合于多個UPS和環(huán)形總線的至少一個負載,所述至少一個控制器包括:處理器;和存儲器裝置,其通信耦合于所述處理器,所述存儲器裝置存儲可執(zhí)行指令,所述可執(zhí)行指令配置成促使所述處理器:確定多個UPS的至少一個UPS的逆變器中的橋電流何時達到預定橋電流極限;以及修改逆變器中的電容器電壓以使逆變器中的負載電流的DC故障電流分量減少。
[0016]示例9:如示例8所述的至少一個控制器,其中為了修改電容器電壓,所述至少一個控制器配置成實現(xiàn)這樣的控制算法,所述控制算法在橋電流達到預定電流極限時修改對于逆變器中的開關的選通信號。
[0017]示例10:如示例9所述的至少一個控制器,其中為了實現(xiàn)控制算法,所述至少一個控制器配置成實現(xiàn)這樣的控制算法,所述控制算法修改選通信號使得橋電流的量值減小。
[0018]示例11:如示例8所述的至少一個控制器,其中為了修改電容器電壓,所述至少一個控制器配置成修改單相電壓源三級逆變器中的電容器電壓。
[0019]示例12:如示例8所述的至少一個控制器,其中為了修改電容器電壓,所述處理器配置成修改單相電壓源兩級逆變器中的電容器電壓。
[0020]示例13:如示例8所述的至少一個控制器,其中負載電流是通過與至少一個UPS關聯(lián)的負載的電流中的至少一個和至少一個UPS中的故障電流的總和。
[0021]示例14:如示例8所述的至少一個控制器,其中至少一個控制器包括多個控制器,所述多個控制器中的每個控制器與多個UPS的不同UPS關聯(lián)。
[0022]示例15:—種控制電源系統(tǒng)的方法,所述電源系統(tǒng)包括多個不間斷電源(UPS)、環(huán)形總線以及電耦合于多個UPS和環(huán)形總線的至少一個負載,所述方法包括:確定多個UPS的至少一個UPS的逆變器中的橋電流何時達到預定橋電流極限;以及響應于所述確定來修改逆變器中的電容器電壓以使逆變器中的負載電流的DC故障電流分量減少。
[0023]示例16:如示例15所述的方法,其中修改電容器電壓包括實現(xiàn)這樣的控制算法,所述控制算法在橋電流達到預定電流極限時修改對于逆變器中的開關的選通信號。
[0024]示例17:如示例16所述的方法,其中實現(xiàn)控制算法包括實現(xiàn)這樣的控制算法,所述控制算法修改選通信號使得橋電流的量值減小。
[0025]示例18:如示例15所述的方法,其中修改電容器電壓包括修改單相電壓源三級逆變器中的電容器電壓。
[0026]示例19:如示例15所述的方法,其中修改電容器電壓包括修改單相電壓源兩級逆變器中的電容器電壓。
[0027]示例20:如示例15所述的方法,其中修改電容器電壓包括實現(xiàn)這樣的控制算法,所述控制算法使通過與至少一個UPS關聯(lián)的扼流圈的負載電流的DC故障電流分量減少。
【附圖說明】
[0028]圖1是示范性環(huán)形總線架構(gòu)的圖。
[0029]圖2是示范性單相電壓源兩級逆變器的電路圖。
[0030]圖3是示范性單相電壓源三級逆變器的電路圖。
[0031]圖4是單相逆變器的簡化電路圖。
[0032]圖5是具有可與在圖4中示出的電路一起使用的電流限制的電壓控制算法的框圖。
[0033]圖6是圖示電流限制期的曲線圖。
[0034]圖7是圖示故障電流行為的曲線圖。
[0035]圖8是圖示在使用混合電