不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統的制作方法
【專利摘要】本申請公開不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，包括智能控制模塊、發電機組、發電機組控制模塊、協議轉換器和不間斷電源系統。發電機組控制模塊連接到發電機組和智能控制模塊；智能控制模塊連接到協議轉換器和不間斷電源系統；協議轉換器連接到不間斷電源系統；不間斷電源系統連接到外部的通信設備和智能控制模塊；發電機組連接到外部的通信設備。如此方案，能夠減少發電機組功率與UPS電源系統功率的設計配比，在保障UPS電源系統安全運行的前提下，保持發電機組功率用于通信設備單供，智能控制UPS電源系統中的蓄電池組的充電在市電恢復供電時進行，以降低發電機組的設計容量，有利于減小油機房面積，減少資源浪費。
【專利說明】
不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統
技術領域
[0001]本申請涉及供電設備技術領域，具體地說，涉及一種不間斷電源(Uninterruptible Power System，簡稱UPS)系統匹配發電機組的負荷控制系統。
【背景技術】
[0002]在數據中心機房，為了保證整個通信網絡的安全和穩定性，通常大量使用交流不間斷電源(Uninterruptible Power System，簡稱UPS)系統，UPS系統使用功率與柴油發電機組功率的匹配問題一直是困擾維護人員的難題。通常為了確保發電機組能安全地保障UPS系統穩定運行，往往通過增大發電機組的功率來保障。
[0003]在傳統設計中，發電機組容量與UPS系統容量之比為1.5?2，其根本原因是發電機組容量往往包含了數據通信負荷需求和UPS蓄電池充電負荷需求，這種方式使得發電機組一次性設計容量過大，尤其是針對后備時間長、選用蓄電池組容量大的核心機房，需要采用極大容量比的發電機組。而根據調查，目前試點供電基本穩定，尤其是城市中心核心機房、數據中心機房，停電次數相對較少，停電時長相對較短，發電機組的實際使用次數極少，采用現有方式既造成設備購置投資增大又造成油機房面積增大，使用效率低，資源浪費情況嚴重。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，本申請所要解決的技術問題是提供了一種不間斷電源系統(以下簡稱UPS電源系統)匹配發電機組的負荷控制系統，能夠減少發電機組功率與UPS電源系統功率的設計配比，在保障UPS電源系統安全運行的前提下，保持發電機組功率用于通信設備單供，智能控制UPS電源系統中的蓄電池組的充電在市電恢復供電時進行，以降低發電機組的設計容量，有利于減小油機房面積，減少資源浪費。
[0005]為了解決上述技術問題，本申請有如下技術方案:
[0006]本實用新型提供一種不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，包括:智能控制模塊、發電機組、發電機組控制模塊、協議轉換器以及不間斷電源系統，其中，
[0007]所述發電機組控制模塊，連接到所述發電機組和所述智能控制模塊，用于在市電異常時，向所述發電機組發送市電異常信號，啟動所述發電機組，同時用于在所述發電機組輸出電壓穩定前，向所述智能控制模塊輸出放電信號，并用于在所述發電機組輸出電壓穩定后，向所述智能控制模塊發送柴油機供電信號；
[0008]所述智能控制模塊，連接到所述協議轉換器和所述不間斷電源系統，用于接收所述發電機組控制模塊發送的所述放電信號和所述柴油機供電信號，并將所述放電信號發送至所述所述不間斷電源系統，將所述柴油機供電信號發送至所述協議轉換器，并用于在市電恢復正常時，向所述協議轉換器發送充電信號；
[0009]所述協議轉換器，連接到所述不間斷電源系統，用于接收所述柴油機供電信號和所述充電信號，將所述柴油機供電信號和所述充電信號轉換為所述不間斷電源系統能夠識別的信號并發送至所述不間斷電源系統；
[0010]所述不間斷電源系統，連接到外部的通信設備和所述智能控制模塊，用于接收所述協議轉換器轉換后的柴油機供電信號和所述協議轉換器轉換后的充電信號，并用于接收所述智能控制模塊發送的放電信號，同時用于向所述通信設備供電；
[0011 ]所述發電機組，連接到外部的所述通信設備，用于向所述通信設備供電。
[0012]優選地，其中:
[0013]所述不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統還包括:RS232通信接口，
[0014]所述RS232通信接口連接到所述智能控制模塊和所述協議轉換器，用于接收所述智能控制模塊發送的所述充電信號和所述柴油機供電信號，并將所述充電信號和所述柴油機供電信號發送至所述協議轉換器。
[0015]優選地，其中:
[0016]所述不間斷電源系統，進一步包括:不間斷電源系統監控模塊、整流模塊和蓄電池組，
[0017]所述不間斷電源系統監控模塊，連接到所述協議轉換器和所述整流模塊，用于接收所述協議轉換器轉換后的充電信號和柴油機供電信號，并將轉換后的充電信號和柴油機供電信號發送至所述整流模塊；
[0018]所述整流模塊，連接到所述蓄電池組和所述通信設備，用于將所述充電信號和所述柴油機供電信號發送至所述蓄電池組，并用于在市電正常時，向所述蓄電池組充電，同時用于在市電異常時，接收所述蓄電池組的放電電流，并向所述通信設備供電；
[0019]所述蓄電池組，還連接到所述智能控制模塊，用于接收所述智能控制模塊發送的放電信號，并在接收到所述放電信號后向所述整流模塊放電，同時用于接收所述整流模塊發送的柴油機供電信號，并在接收到所述柴油機供電信號后保持靜止狀態，還用于接收所述整流模塊發送的充電信號，并在接收到所述充電信號后，進入浮充工作狀態。
[0020]優選地，其中:
[0021]所述蓄電池組為磷酸鐵鋰蓄電池組。
[0022]優選地，其中:
[0023]所述蓄電池組為鉛酸蓄電池組。
[0024]與現有技術相比，本申請所述的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，達到了如下效果:
[0025]I)本實用新型所提供的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，采用智能控制發電機組供給的UPS負荷的方法，在運行可靠性保障的前提下，減少發電機組的設計容量，減少了投資。
[0026]2)本實用新型所提供的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，通過智能控制，保持發電機組負荷平穩，安全運行，提高了發電機組的使用效率，有利于進一步節能減排。
[0027]3)本實用新型所提供的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，當通信業務發展超出預期容量，發電機組容量不滿足系統供電時，通過智能控制模塊，采用發電機組部分供電、UPS電源系統中的蓄電池組部分供電的混合供電模式，以緩解發電機組容量不足的問題。
【附圖說明】
[0028]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0029]圖1為本實用新型所述不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統的結構示意圖；
[0030]圖2為本實用新型所述不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統包括RS232通信接口的結構示意圖；
[0031]圖3為本實用新型所述不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統的細化結構示意圖；
[0032]圖4為本實用新型所述智能發電機組負荷控制系統的應用示意圖。
【具體實施方式】
[0033]如在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的誤差范圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差范圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接于所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書后續描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，并非用以限定本申請的范圍。本申請的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0034]實施例1
[0035]參見圖1所示為本申請所述不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統10，包括:智能控制模塊20、發電機組30、發電機組控制模塊40、協議轉換器50以及不間斷電源系統60，其中，
[0036]所述發電機組控制模塊40，連接到所述發電機組30和所述智能控制模塊20，用于在市電異常時，向所述發電機組30發送市電異常信號，啟動所述發電機組30，同時用于在所述發電機組30輸出電壓穩定前，向所述智能控制模塊20輸出放電信號，并用于在所述發電機組30輸出電壓穩定后，向所述智能控制模塊20發送柴油機供電信號；
[0037]所述智能控制模塊20，連接到所述協議轉換器50和所述不間斷電源系統60，用于接收所述發電機組控制模塊40發送的所述放電信號和所述柴油機供電信號，并將所述放電信號發送至所述所述不間斷電源系統60，將所述柴油機供電信號發送至所述協議轉換器50，并用于在市電恢復正常時，向所述協議轉換器50發送充電信號；
[0038]所述協議轉換器50，連接到所述不間斷電源系統60，用于接收所述柴油機供電信號和所述充電信號，將所述柴油機供電信號和所述充電信號轉換為所述不間斷電源系統60能夠識別的信號并發送至所述不間斷電源系統60;
[0039]所述不間斷電源系統60，連接到外部的通信設備70和所述智能控制模塊20，用于接收所述協議轉換器50轉換后的柴油機供電信號和所述協議轉換器50轉換后的充電信號，并用于接收所述智能控制模塊20發送的放電信號，同時用于向所述通信設備70供電；
[0040]所述發電機組30，連接到外部的所述通信設備70，用于向所述通信設備70供電。
[0041]本實用新型中的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統10，當出現市電異常信號時，發電機組30在收到發電機組控制模塊40發送的市電異常信號后立即啟動，待輸出電壓穩定后自動向通信設備70供電，此時，發電機組控制模塊40向智能控制模塊20發出柴油機供電信號，智能控制模塊20在收到柴油機供電信號后，向協議轉換器50發出指令，協議轉換模塊將智能控制模塊20發送的指令轉換成UPS電源系統60可識別的指令，并傳送至UPS電源系統60。
[0042]在市電異常后，發電機組30輸出電壓尚未穩定期間，智能控制模塊20控制UPS電源系統60向通信設備70供電。當發電機組30輸出電壓穩定之后，UPS電源系統60停止向通信設備70供電，由發電機組30實現向通信設備70的供電。當發電機組30供電期間，發電機組30的總容量不能完全滿足通信功率時，UPS電源系統60如有一定的富裕容量，智能控制模塊20也可通過預先設定的功率比例閾值，使得部分通信負載的功率由發電機組30提供，部分負載的功率由UPS電源系統60提供。因而有效緩解了發電機組30容量不足的問題，而且通過智能控制，能夠保持發電機組30負荷平穩，安全運行，提高了發電機組30的使用效率，有利于節能減排。
[0043]實施例2
[0044]在實施例1的基礎上，本實用新型的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統10還進一步包括1?232通信接口 80，參見圖2。
[0045]RS232通信接口 80連接到智能控制模塊20和協議轉換器50，用于接收所述智能控制模塊20發送的充電信號和柴油機供電信號，并將所述充電信號和所述柴油機供電信號發送至所述協議轉換器50。
[0046]進一步地，上述不間斷電源系統60，S卩UPS電源系統60還包括:不間斷電源系統監控模塊61、整流模塊62和蓄電池組63，參見圖3。
[0047]所述不間斷電源系統監控模塊61，連接到所述協議轉換器50和所述整流模塊62，用于接收所述協議轉換器50轉換后的充電信號和柴油機供電信號，并將轉換后的充電信號和柴油機供電信號發送至所述整流模塊62;
[0048]所述整流模塊62，連接到所述蓄電池組63和所述通信設備70，用于將所述充電信號和所述柴油機供電信號發送至所述蓄電池組63，并用于在市電正常時，向所述蓄電池組63充電，同時用于在市電異常時，接收所述蓄電池組63的放電電流，并向所述通信設備70供電；
[0049]所述蓄電池組63，還連接到所述智能控制模塊20，用于接收所述智能控制模塊20發送的放電信號，并在接收到所述放電信號后向所述整流模塊62放電，同時用于接收所述整流模塊62發送的柴油機供電信號，并在接收到所述柴油機供電信號后保持靜止狀態，還用于接收所述整流模塊62發送的充電信號，并在接收到所述充電信號后，進入浮充工作狀
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[0050]在市電出現異常時，發電機組30接收到發電機組控制模塊40的市電異常信號后第一時間啟動。發電機組30從啟動到輸出穩定電壓需要一段時間，在這段時間內，智能控制模塊20向蓄電池組63發送放電信號，蓄電池組63在接收到放電信號后，向整流模塊62放電，提供DC/AC的功率需求，整流模塊62進一步向外部的通信設備70供電，保證通信設備70的正常運行。蓄電池組63放出的容量缺口，待市電恢復正常供電時，通過UPS電源系統60的浮充進行補充充電。
[0051 ]在發電機組30輸出穩定電壓后，發電機組控制模塊40向智能控制模塊20輸出柴油機供電信號，智能控制模塊20在接收到柴油機供電信號后，通過RS232通信接口 80，將柴油機供電信號傳輸至協議轉換模塊。協議轉換模塊接收到柴油機供電信號后，將該柴油機供電信號進行轉換，轉換為UPS監控模塊61，即UPS電源系統監控模塊61能夠識別的信號，智能控制模塊20通過采集到的系統電壓、電流信號，智能判斷并控制蓄電池組63回路電流不充電也不放電，整流模塊62只保持輸出通信設備70功率的需要，即整流模塊62只提供DC/AC的功率，蓄電池組63處于靜置狀態。
[0052]當發電機組30供電期間，發電機組30總容量不能完全滿足通信功率時，此時如果蓄電池組63有一定的富裕容量，智能控制模塊20也可通過預先設定的功率比例閾值，使得部分通信負載功率由發電機組30提供，部分通信負載功率由蓄電池組63提供，以緩解發電機組30容量不足的問題。在通信業務發展超出預期容量時，還可通過增加部分蓄電池組63來滿足通信需求，避免了更大容量的柴油發電機組30的投資。
[0053]一旦市電恢復正常，智能控制模塊20通過RS232接口和協議轉換器50，向UPS電源系統60發送充電指令，UPS電源系統60轉入正常的浮充工作狀態。
[0054]實施例3
[0055]以下提供本實用新型不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統10的一種應用實施例，參見圖4所示示意圖。
[0056]當出現市電異常信號時，發電機組30在收到發電機組控制模塊40發出的市電異常信號后自動啟動，待輸出電壓穩定后自動供電，此時發電機組控制模塊40向智能控制模塊20發出柴油機供電信號，智能控制模塊20通過RS232通信接口 80，向協議轉換器50發出指令，協議轉換器50將智能控制模塊20的指令翻譯成UPS電源系統60可識別的指令，智能控制模塊20通過采集到的系統電壓、電流信號，智能判斷并控制蓄電池組63回路電流不充不放，整流模塊62只保持輸出通信設備70功率的需要，S卩整流模塊62只提供DC/AC的功率，蓄電池組63處于靜止狀態。圖4中發電機組控制信號包括柴油機供電信號和控制蓄電池組63放電的放電號等等。
[0057]一旦市電恢復正常，智能控制模塊20通過RS232接口和協議轉換器50向UPS電源系統60下達充電指令，UPS電源系統60中的充電系統轉入正常的浮充工作狀態。
[0058]在市電停電到發電機組30正常供電的時間段，通信供電由蓄電池組63提供DC/AC的功率需求，蓄電池組63放出的容量缺口，待市電恢復供電時通過充電系統浮充補充電完成。
[0059]在發電機組30供電期間，發電機組30總容量不能完全滿足通信功率時，此時如蓄電池組63有一定的富裕容量，智能控制模塊20也可以通過預先設定的功率比例閥值，使得部份通信負載功率由發電機組30提供，部分通信負載功率由蓄電池組63提供。在通信業務發展超出預期容量時，還可以通過增加部分蓄電池組63來滿足通信需求，從而避免了更大容量的柴油發電機組30投資。
[0060]本實用新型中的蓄電池組63可選為通用的鉛酸蓄電池組，當然，為使得本實用新型的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統10能夠在低溫環境下正常使用，將蓄電池組63優選為磷酸鐵鋰蓄電池組。
[0061]通過以上各實施例可知，本申請存在的有益效果是:
[0062]I)本實用新型所提供的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，采用智能控制發電機組供給的UPS負荷的方法，在運行可靠性保障的前提下，減少發電機組的設計容量，減少了投資。
[0063]2)本實用新型所提供的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，通過智能控制，保持發電機組負荷平穩，安全運行，提高了發電機組的使用效率，有利于進一步節能減排。
[0064]3)本實用新型所提供的不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，當通信業務發展超出預期容量，發電機組容量不滿足系統供電時，通過智能控制模塊，采用發電機組部分供電、UPS電源系統中的蓄電池組部分供電的混合供電模式，以緩解發電機組容量不足的問題。
[0065]本領域內的技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、裝置、或計算機程序產品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。
[0066]上述說明示出并描述了本申請的若干優選實施例，但如前所述，應當理解本申請并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述發明構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本申請的精神和范圍，則都應在本申請所附權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，其特征在于， 包括:智能控制模塊、發電機組、發電機組控制模塊、協議轉換器以及不間斷電源系統，其中， 所述發電機組控制模塊，連接到所述發電機組和所述智能控制模塊，用于在市電異常時，向所述發電機組發送市電異常信號，啟動所述發電機組，同時用于在所述發電機組輸出電壓穩定前，向所述智能控制模塊輸出放電信號，并用于在所述發電機組輸出電壓穩定后，向所述智能控制模塊發送柴油機供電信號； 所述智能控制模塊，連接到所述協議轉換器和所述不間斷電源系統，用于接收所述發電機組控制模塊發送的所述放電信號和所述柴油機供電信號，并將所述放電信號發送至所述不間斷電源系統，將所述柴油機供電信號發送至所述協議轉換器，并用于在市電恢復正常時，向所述協議轉換器發送充電信號； 所述協議轉換器，連接到所述不間斷電源系統，用于接收所述柴油機供電信號和所述充電信號，將所述柴油機供電信號和所述充電信號轉換為所述不間斷電源系統能夠識別的信號并發送至所述不間斷電源系統； 所述不間斷電源系統，連接到外部的通信設備和所述智能控制模塊，用于接收所述協議轉換器轉換后的柴油機供電信號和所述協議轉換器轉換后的充電信號，并用于接收所述智能控制模塊發送的放電信號，同時用于向所述通信設備供電； 所述發電機組，連接到外部的所述通信設備，用于向所述通信設備供電。2.根據權利要求1所述不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，其特征在于， 還包括:RS232通信接口， 所述RS232通信接口連接到所述智能控制模塊和所述協議轉換器，用于接收所述智能控制模塊發送的所述充電信號和所述柴油機供電信號，并將所述充電信號和所述柴油機供電信號發送至所述協議轉換器。3.根據權利要求1或2所述不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，其特征在于， 所述不間斷電源系統，進一步包括:不間斷電源系統監控模塊、整流模塊和蓄電池組， 所述不間斷電源系統監控模塊，連接到所述協議轉換器和所述整流模塊，用于接收所述協議轉換器轉換后的充電信號和柴油機供電信號，并將轉換后的充電信號和柴油機供電信號發送至所述整流模塊； 所述整流模塊，連接到所述蓄電池組和所述通信設備，用于將所述充電信號和所述柴油機供電信號發送至所述蓄電池組，并用于在市電正常時，向所述蓄電池組充電，同時用于在市電異常時，接收所述蓄電池組的放電電流，并向所述通信設備供電； 所述蓄電池組，還連接到所述智能控制模塊，用于接收所述智能控制模塊發送的放電信號，并在接收到所述放電信號后向所述整流模塊放電，同時用于接收所述整流模塊發送的柴油機供電信號，并在接收到所述柴油機供電信號后保持靜止狀態，還用于接收所述整流模塊發送的充電信號，并在接收到所述充電信號后，進入浮充工作狀態。4.根據權利要求3所述不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，其特征在于， 所述蓄電池組為磷酸鐵鋰蓄電池組。5.根據權利要求3所述不間斷電源系統匹配發電機組的負荷控制系統，其特征在于， 所述蓄電池組為鉛酸蓄電池組。
【文檔編號】H02J9/08GK205544581SQ201620300687
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】姜堃, 趙長煦, 李常衛, 申海濤
【申請人】北京動科瑞利文科技有限公司