一種不間斷電源ups裝置及其供電方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電源技術領域，尤其涉及一種不間斷電源UPS裝置及其供電方法。
【背景技術】
[0002]大功率不間斷電源UPS主要應用于大型數據中心機房等，數據中心機房的能耗降低是行業關注的熱點。UPS是從市電電網取電，通過整流器將交流電變換成直流，經過直流母線連接到逆變器，再經逆變器將直流電變換為交流電為負載供電。
[0003]為了保證市電電網斷電時持續供電，直流母線還通過電池變換器連接蓄電池。市電電網供電過程中，在整流器的輸出滿足負載功率要求的情況下，控制電池變換器從直流母線中取電為蓄電池充電；在蓄電池充滿電且不需要使用蓄電池為負載供電時關閉電池變換器；在市電電網斷電時，控制電池變換器從蓄電池取電輸出到直流母線上，經逆變器為負載供電。
[0004]目前為了降低大功率UPS的能耗，利用太陽能、風能等可再生能源供電是節能降耗的一大重要方法。通常的做法是將太陽能或風能發電，并通過相應的設備并入電網，再提供給用戶使用。但將可再生能源逆變并網的環節需要專業的并網設備，增加了設備投資。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種不間斷電源UPS裝置及其供電的方法，既可以降低能耗又可以減少設備投資。
[0006]本發明提供一種不間斷電源UPS裝置，包括:
[0007]太陽能電池，用于將太陽能轉換為電能并儲存；
[0008]UPS模塊，包括整流器、DC/DC變換器、逆變器和控制器；
[0009]所述整流器輸入端與電網連接，輸出端通過直流母線與所述逆變器連接，控制端與所述控制器連接；
[0010]所述DC/DC變換器輸入端與太陽能電池連接、輸出端通過直流母線與逆變器連接，反饋端與控制器連接，將太陽能電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中，將變換后輸出的直流電的電流值反饋到所述控制器；
[0011]所述逆變器在所述控制器的控制下，將直流母線中的直流電變換為交流電為負載供電；
[0012]所述控制器根據DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽能電池能夠滿足負載功率要求時，關閉整流器，確定太陽能電池不能滿足負載功率要求時開啟整流器，將電網中的交流電轉換為直流電輸出到直流母線上。
[0013]優選地，所述UPS裝置還包括:
[0014]蓄電池；
[0015]所述UPS模塊還包括:電池變換器，分別連接所述蓄電池、控制器和直流母線，根據控制器的控制將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中，或者從直流母線中取電為蓄電池充電；
[0016]所述控制器還用于根據DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽能電池能夠滿足負載功率要求時，控制所述電池變換器從直流母線取電為蓄電池充電，確定電網斷電且確定太陽能電池不能滿足負載功率要求時，控制所述電池變換器將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中。
[0017]優選地，所述UPS裝置還包括:
[0018]UPS旁路，分別與電網、逆變器和負載連接，檢測到所述逆變器發生故障時，接通電網和負載的連接，否則斷開電網和負載的連接。
[0019]本發明實施例還提供另一種不間斷電源UPS裝置，包括:
[0020]太陽能電池，用于將太陽能轉換為電能并儲存；
[0021]至少一個UPS模塊，每個UPS模塊包括整流器、逆變器和控制器；
[0022]所述整流器輸入端通過切換開關選擇與電網連接或與太陽能電池連接，輸出端通過直流母線與所述逆變器連接，控制端與所述控制器連接；
[0023]所述逆變器在所述控制器的控制下，將直流母線中的直流電變換為交流電為負載供電；
[0024]所述控制器控制整流器通過切換開關選擇與電網連接或與太陽能電池連接，所述整流器與電網連接時，將電網中的交流電轉換為直流電輸出到直流母線上，所述整流器與太陽能電池連接時，將太陽能電池輸入的直流電變換后輸出到直流母線上。
[0025]優選地,所述UPS裝置還包括:
[0026]蓄電池；
[0027]每個UPS模塊還包括:電池變換器，分別連接所述蓄電池、控制器和直流母線，根據控制器的控制將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中，或者從直流母線中取電為蓄電池充電；
[0028]所述控制器還用于確定整流器的電流輸出能夠滿足負載功率要求時，控制所述電池變換器從直流母線取電為蓄電池充電，整流器的電流輸出不能滿足負載功率要求時，控制所述電池變換器將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中。
[0029]優選地，所述UPS裝置還包括:
[0030]UPS旁路，分別與電網、每個UPS模塊中的逆變器和負載連接，檢測到任一UPS模塊中的逆變器發生故障時，接通電網和負載的連接，否則斷開電網和負載的連接。
[0031]本發明實施例還提供一種上述第一種UPS裝置進行供電的方法，包括:
[0032]控制器根據DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽能電池能夠滿足負載功率要求時，關閉整流器，通過太陽能電池經DC/DC變換器和逆變器為負載供電；
[0033]控制器根據DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽能電池不能滿足負載功率要求時開啟整流器，通過電網經整流器、逆變器為負載供電，及通過太陽能電池經DC/DC變換器和逆變器為負載供電。
[0034]優選地，所述UPS裝置還包括蓄電池；所述UPS模塊還包括電池變換器，該方法還包括:
[0035]所述控制器根據DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽能電池能夠滿足負載功率要求時，控制所述電池變換器從直流母線取電為蓄電池充電；
[0036]所述控制器確定電網斷電且根據DC/DC變換器反饋的電流值確定太陽能電池不能滿足負載功率要求時，控制所述電池變換器將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中。
[0037]本發明實施例還提供一種上述第二種UPS裝置的供電方法，包括:
[0038]通過至少一個UPS模塊聯合為負載供電；
[0039]每個UPS模塊采用如下方式為負載供電:
[0040]UPS模塊中的控制器控制整流器通過切換開關選擇與電網連接，通過電網經整流器和逆變器為負載供電，或者選擇與太陽能電池連接，通過太陽能電池經整理器和逆變器為負載供電。
[0041]優選地，所述UPS裝置還包括蓄電池，每個UPS模塊還包括電池變換器，該方法還包括:
[0042]UPS模塊中的控制器確定整流器的電流輸出能夠滿足負載功率要求時，控制所述電池變換器從直流母線取電為蓄電池充電；
[0043]UPS模塊中的控制器確定整流器的電流輸出不能滿足負載功率要求時，控制所述電池變換器將蓄電池輸入的直流電變換后輸出到所述直流母線中。
[0044]優選地,所述UPS裝置還包括UPS旁路,該方法還包括:
[0045]UPS旁路檢測到任一 UPS模塊中的逆變器發生故障時，接通電網和負載的連接，否則斷開電網和負載的連接。
[0046]利用本發明提供的UPS裝置及其供電方法，具有以下有益效果:
[0047]將太陽能電池的電直接接入UPS模塊的供電線路，經UPS模塊的供電線路直接供電給負載使用，將能減掉太陽能逆變并網的環節，達到節能降耗的目的，并能減少設備投資。
【附圖說明】
[0048]圖1為本發明實施例提供的第一種UPS裝置結構圖；
[0049]圖2為本發明實施例基于第一種UPS裝置進行供電的方法流程圖；
[0050]圖3a為本發明實施例基于第一種UPS裝置的工作模式I供電示意圖；
[0051]圖3b為本發明實施例基于第一種UPS裝置的工作模式2供電示意圖；
[0052]圖3c為本發明實施例基于第一種UPS裝置的工作模式3供電示意圖；
[0053]圖3d為本發明實施例基于第一種UPS裝置的工作模式4供電示意圖；
[0054]圖3e為本發明實施例基于第一種UPS裝置的工作模式5供電示意圖；
[0055]圖4為本發明實施例提供的第二種UPS裝置結構圖；
[0056]圖5為本發明實施例基于第二種UPS裝置進行供電的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0057]下面結合附圖和實施例對本發明提供的UPS裝置及其供電方法進行更詳細地說明。
[0058]目前UPS模塊中整流器輸入端-整流器-逆變器-逆變器輸出端所在的線路為供電線路，本發明實施例提供的裝置將太陽能電池的電直接接入UPS模塊的供電線路，經供電線路直接給負載使用。該方式可以減掉太陽能