不間斷電力供應系統中的保護方法和開關的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用 本申請是非臨時申請，并且要求2014年10月23日提交的標題為"PROTECTION MET冊DS AND SW口C肥S IN UNINTERRUPTIBLE PO肥R SUPPLY SYSTEMS"的美國臨時專利申請序號 62/067705 W及 2015 年 5 月 14 日提交的標題為"PROTECTION MET冊DS AND SW口C肥S IN UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY SYSTEMS"的美國臨時專利申請 No. 62/161393 的優先權， 通過引用將其兩者完整地結合于此。
技術領域
[0002] 本發明的領域一般設及不間斷電源，W及更具體來說，設及不間斷電力供應系統 中的保護方法。
【背景技術】
[0003] 健壯電力系統實現向一個或多個負載提供電力。運類電力系統可包括電力的生 成、傳輸、整流、逆變和轉換的組合，W便為電子、光、機械和/或核應用和負載提供能量。當 實現電力系統和架構時，實際考慮因素包括實現的成本、大小、可靠性和實現簡易性。
[0004] 在至少一些已知電力系統中，一個或多個不間斷電源OJP巧促進向負載提供電 力。IPS促進確保甚至當電力系統的一個或多個組件出故障時也向一個或多個關鍵負載連 續提供電力。相應地，IPS提供冗余電源。IPS可用于多個應用（例如，公用事業公司變電 站、工業工廠、海洋系統、高安全性系統、醫院、數據通信和電信中屯、、半導體制造基地、核電 廠等）中。此外，IPS可用于高、中或低功率應用中。例如，IPS可用于較小電力系統（例如 娛樂或消費系統）或微系統（例如基于忍片的系統）中。
[0005] 在至少一些已知電力系統中，不同的電源、例如獨立IPS可能相互干擾。如果電源 沒有相互同步，則它們可能開始重疊（override)彼此，從而引起振蕩或其它不想要的影響， 并且影響輸送到一個或多個負載的電力。
【發明內容】
[0006] 在一個方面，提供一種系統。該系統包括：多個不間斷電源OJP巧；環形總線；多個 扼流圈，多個扼流圈的各扼流圈將多個IPS的關聯IPS電禪合到環形總線；W及至少一個開 關，其電禪合在多個UPS的至少一個IPS與環形總線之間，至少一個開關具有小于10毫秒 的斷開時間。
[0007] 在另一方面，提供用于控制電力供應系統的至少一個控制器，其中電力供應系統 包括：環形總線；多個不間斷電源OJP巧；W及多個扼流圈，多個扼流圈的各扼流圈將多個 IPS的關聯UPS電禪合到環形總線。至少一個控制器包括：處理器；W及通信上禪合到處理 器的存儲器裝置，該存儲器裝置存儲配置成使處理器執行下列步驟的可執行指令：檢測電 力供應系統中的故障條件，并且切換電力供應系統中的至少一個開關，W解決故障條件，其 中至少一個開關電禪合在多個UPS的至少一個IPS與環形總線之間，并且至少一個開關具 有小于10毫秒的斷開時間。
[0008] 在又一方面，提供一種控制電力供應系統的方法，其中電力供應系統包括：環形 總線；多個不間斷電源OJP巧；W及多個扼流圈，多個扼流圈的各扼流圈將多個UPS的關聯 UPS電禪合到環形總線。該方法包括使用至少一個控制器來檢測電力供應系統中的故障條 件，并且使用至少一個控制器來切換電力供應系統中的至少一個開關，W解決故障條件，其 中至少一個開關電禪合在多個UPS的至少一個IPS與環形總線之間，并且至少一個開關具 有小于10毫秒的斷開時間。
[0009] 提供了 W下技術方案： 1. 一種系統，包括： 多個不間斷電源UPS; 環形總線； 多個扼流圈，所述多個扼流圈的各扼流圈將所述多個UPS的關聯UPS電禪合到所述環 形總線；W及 至少一個開關，電禪合在所述多個UPS的至少一個IPS與所述環形總線之間，所述至少 一個開關具有小于10毫秒的斷開時間。
[0010] 2.如技術方案1所述的系統，其中，所述至少一個開關包括配置成有選擇地旁路 所述多個扼流圈的至少一個扼流圈的開關。
[0011] 3.如技術方案1所述的系統，其中，所述至少一個開關包括電禪合在所述多個扼 流圈的一個扼流圈與所述環形總線之間的開關。
[0012] 4.如技術方案3所述的系統，還包括與所述至少一個開關并聯地電禪合的電抗 和電阻器其中之一。
[0013] 5.如技術方案3所述的系統，其中，所述至少一個開關包括晶閩管開關，其包括 兩個反并聯晶閩管。
[0014] 6.如技術方案5所述的系統，還包括配置成執行下列步驟的至少一個控制器： 檢測所述環形總線上的故障； 確定通過所述晶閩管開關的電流的極性；W及 修改所述至少一個UPS的電壓，W使通過正傳導電流的所述兩個晶閩管的晶閩管的電 流的所述極性反轉。
[0015] 7.如技術方案6所述的系統，其中，為了確定通過所述晶閩管開關的電流的極 性，所述至少一個控制器配置成執行跨所述一個扼流圈的電壓的開環積分。
[0016] 8.如技術方案7所述的系統，其中，為了執行跨所述一個扼流圈的電壓的開環積 分，所述至少一個控制器配置成在所述積分之前和之后執行高通濾波。
[0017] 9.如技術方案1所述的系統，其中，所述至少一個開關是靜態開關，包括雙向晶 閩管開關、絕緣柵雙極晶體管和機電開關其中之一。
[0018] 10.用于控制電力供應系統的至少一個控制器，其中所述電力供應系統包括環形 總線、多個不間斷電源IPS和多個扼流圈，所述多個扼流圈的各扼流圈將所述多個IPS的關 聯UPS電禪合到所述環形總線，所述至少一個控制器包括： 處理器；W及 在通信上禪合到所述處理器的存儲器裝置，所述存儲器裝置存儲配置成使所述處理器 執行下列操作的可執行指令： 檢測所述電力供應系統中的故障條件；W及 切換所述電力供應系統中的至少一個開關，W解決所述故障條件，其中所述至少一個 開關電禪合在所述多個IPS的至少一個IPS與所述環形總線之間，并且所述至少一個開關 具有小于10毫秒的斷開時間。
[0019] 11.如技術方案10所述的至少一個控制器，其中，為了切換至少一個開關，所述 至少一個控制器配置成切換配置成有選擇地旁路所述多個扼流圈的至少一個扼流圈的開 關。
[0020] 12.如技術方案8所述的至少一個控制器，其中，為了切換至少一個開關，所述至 少一個控制器配置成切換電禪合在所述多個扼流圈的一個扼流圈與所述環形總線之間的 開關。
[0021] 13.如技術方案8所述的至少一個控制器，其中，為了切換至少一個開關，所述至 少一個控制器配置成切換包括兩個反并聯晶閩管的晶閩管開關。
[0022] 14.如技術方案13所述的至少一個控制器，其中，為了切換晶閩管開關，所述至 少一個控制器配置成： 確定通過所述晶閩管開關的電流的極性；W及 修改所述至少一個UPS的電壓，W使通過正傳導電流的所述兩個晶閩管的晶閩管的所 述電流的所述極性反轉。
[0023] 15.如技術方案14所述的至少一個控制器，其中，為了確定通過所述晶閩管開關 的電流的極性，所述至少一個控制器配置成執行跨所述一個扼流圈的電壓的開環積分。
[0024] 16. -種控制電力供應系統的方法，其中所述電力供應系統包括環形總線、多個 不間斷電源IPS和多個扼流圈，所述多個扼流圈的各扼流圈將所述多個IPS的關聯UPS電 禪合到所述環形總線，所述方法包括： 使用至少一個控制器來檢測所述電力供應系統中的故障條件；W及 使用所述至少一個控制器來切換所述電力供應系統中的至少一個開關，W解決所述故 障條件，其中所述至少一個開關電禪合在所述多個IPS的至少一個IPS與所述環形總線之 間，并且所述至少一個開關具有小于10毫秒的斷開時間。
[00巧]17.如技術方案16所述的方法，其中，切換至少一個開關包括切換電禪合在所述 多個扼流圈的一個扼流圈與所述環形總線之間的開關。
[0026] 18.如技術方案17所述的方法，其中，切換至少一個開關包括切換包括兩個反并 聯晶閩管的晶閩管開關。
[0027] 19.如技術方案18所述的方法，其中，切換晶閩管開關包括： 確定通過所述晶閩管開關的電流的極性；W及 修改所述至少一個UPS的電壓，W使通過正傳導電流的所述兩個晶閩管的晶閩管的所 述電流的所述極性反轉。
[0028] 20.如技術方案19所述的方法，其中，確定通過所述晶閩管開關的電流的極性包 括執行跨所述一個扼流圈的電壓的開環積分。
【附圖說明】
[0029] 圖I是示范環形總線架構的簡圖。
[0030] 圖2是信息技術產業協會（口1)計算機商業設備制造商協會（CBEMA)曲線的簡 圖。
[0031] 圖3是比較旁路斷路器和旁路靜態開關的操作的圖表。
[0032] 圖4是可與圖1所示環形總線架構配合使用的環形總線架構的一部分的簡圖。
[0033] 圖5是可與圖1所示環形總線架構配合使用的環形總線架構的一部分的簡圖。
[0034] 圖6是示范無傳感器電流估計算法的邏輯圖。
[0035] 圖7A和圖7B是示范圖6所示無傳感器電流估計算法的結果的圖表。
【具體實施方式】
[0036] 在