不间断电力供应系统中的保护方法和开关的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请是非临时申请，并且要求2014年10月23日提交的标题为"PROTECTION MET册DS AND SW口C肥S IN UNINTERRUPTIBLE PO肥R SUPPLY SYSTEMS"的美国临时专利申请序号 62/067705 W及 2015 年 5 月 14 日提交的标题为"PROTECTION MET册DS AND SW口C肥S IN UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY SYSTEMS"的美国临时专利申请 No. 62/161393 的优先权， 通过引用将其两者完整地结合于此。
技术领域
[0002] 本发明的领域一般设及不间断电源，W及更具体来说，设及不间断电力供应系统 中的保护方法。
【背景技术】
[0003] 健壮电力系统实现向一个或多个负载提供电力。运类电力系统可包括电力的生 成、传输、整流、逆变和转换的组合，W便为电子、光、机械和/或核应用和负载提供能量。当 实现电力系统和架构时，实际考虑因素包括实现的成本、大小、可靠性和实现简易性。
[0004] 在至少一些已知电力系统中，一个或多个不间断电源OJP巧促进向负载提供电 力。IPS促进确保甚至当电力系统的一个或多个组件出故障时也向一个或多个关键负载连 续提供电力。相应地，IPS提供冗余电源。IPS可用于多个应用（例如，公用事业公司变电 站、工业工厂、海洋系统、高安全性系统、医院、数据通信和电信中屯、、半导体制造基地、核电 厂等）中。此外，IPS可用于高、中或低功率应用中。例如，IPS可用于较小电力系统（例如 娱乐或消费系统）或微系统（例如基于忍片的系统）中。
[0005] 在至少一些已知电力系统中，不同的电源、例如独立IPS可能相互干扰。如果电源 没有相互同步，则它们可能开始重叠（override)彼此，从而引起振荡或其它不想要的影响， 并且影响输送到一个或多个负载的电力。
【发明内容】
[0006] 在一个方面，提供一种系统。该系统包括：多个不间断电源OJP巧；环形总线；多个 扼流圈，多个扼流圈的各扼流圈将多个IPS的关联IPS电禪合到环形总线；W及至少一个开 关，其电禪合在多个UPS的至少一个IPS与环形总线之间，至少一个开关具有小于10毫秒 的断开时间。
[0007] 在另一方面，提供用于控制电力供应系统的至少一个控制器，其中电力供应系统 包括：环形总线；多个不间断电源OJP巧；W及多个扼流圈，多个扼流圈的各扼流圈将多个 IPS的关联UPS电禪合到环形总线。至少一个控制器包括：处理器；W及通信上禪合到处理 器的存储器装置，该存储器装置存储配置成使处理器执行下列步骤的可执行指令：检测电 力供应系统中的故障条件，并且切换电力供应系统中的至少一个开关，W解决故障条件，其 中至少一个开关电禪合在多个UPS的至少一个IPS与环形总线之间，并且至少一个开关具 有小于10毫秒的断开时间。
[0008] 在又一方面，提供一种控制电力供应系统的方法，其中电力供应系统包括：环形 总线；多个不间断电源OJP巧；W及多个扼流圈，多个扼流圈的各扼流圈将多个UPS的关联 UPS电禪合到环形总线。该方法包括使用至少一个控制器来检测电力供应系统中的故障条 件，并且使用至少一个控制器来切换电力供应系统中的至少一个开关，W解决故障条件，其 中至少一个开关电禪合在多个UPS的至少一个IPS与环形总线之间，并且至少一个开关具 有小于10毫秒的断开时间。
[0009] 提供了 W下技术方案： 1. 一种系统，包括： 多个不间断电源UPS; 环形总线； 多个扼流圈，所述多个扼流圈的各扼流圈将所述多个UPS的关联UPS电禪合到所述环 形总线；W及 至少一个开关，电禪合在所述多个UPS的至少一个IPS与所述环形总线之间，所述至少 一个开关具有小于10毫秒的断开时间。
[0010] 2.如技术方案1所述的系统，其中，所述至少一个开关包括配置成有选择地旁路 所述多个扼流圈的至少一个扼流圈的开关。
[0011] 3.如技术方案1所述的系统，其中，所述至少一个开关包括电禪合在所述多个扼 流圈的一个扼流圈与所述环形总线之间的开关。
[0012] 4.如技术方案3所述的系统，还包括与所述至少一个开关并联地电禪合的电抗 和电阻器其中之一。
[0013] 5.如技术方案3所述的系统，其中，所述至少一个开关包括晶闽管开关，其包括 两个反并联晶闽管。
[0014] 6.如技术方案5所述的系统，还包括配置成执行下列步骤的至少一个控制器： 检测所述环形总线上的故障； 确定通过所述晶闽管开关的电流的极性；W及 修改所述至少一个UPS的电压，W使通过正传导电流的所述两个晶闽管的晶闽管的电 流的所述极性反转。
[0015] 7.如技术方案6所述的系统，其中，为了确定通过所述晶闽管开关的电流的极 性，所述至少一个控制器配置成执行跨所述一个扼流圈的电压的开环积分。
[0016] 8.如技术方案7所述的系统，其中，为了执行跨所述一个扼流圈的电压的开环积 分，所述至少一个控制器配置成在所述积分之前和之后执行高通滤波。
[0017] 9.如技术方案1所述的系统，其中，所述至少一个开关是静态开关，包括双向晶 闽管开关、绝缘栅双极晶体管和机电开关其中之一。
[0018] 10.用于控制电力供应系统的至少一个控制器，其中所述电力供应系统包括环形 总线、多个不间断电源IPS和多个扼流圈，所述多个扼流圈的各扼流圈将所述多个IPS的关 联UPS电禪合到所述环形总线，所述至少一个控制器包括： 处理器；W及 在通信上禪合到所述处理器的存储器装置，所述存储器装置存储配置成使所述处理器 执行下列操作的可执行指令： 检测所述电力供应系统中的故障条件；W及 切换所述电力供应系统中的至少一个开关，W解决所述故障条件，其中所述至少一个 开关电禪合在所述多个IPS的至少一个IPS与所述环形总线之间，并且所述至少一个开关 具有小于10毫秒的断开时间。
[0019] 11.如技术方案10所述的至少一个控制器，其中，为了切换至少一个开关，所述 至少一个控制器配置成切换配置成有选择地旁路所述多个扼流圈的至少一个扼流圈的开 关。
[0020] 12.如技术方案8所述的至少一个控制器，其中，为了切换至少一个开关，所述至 少一个控制器配置成切换电禪合在所述多个扼流圈的一个扼流圈与所述环形总线之间的 开关。
[0021] 13.如技术方案8所述的至少一个控制器，其中，为了切换至少一个开关，所述至 少一个控制器配置成切换包括两个反并联晶闽管的晶闽管开关。
[0022] 14.如技术方案13所述的至少一个控制器，其中，为了切换晶闽管开关，所述至 少一个控制器配置成： 确定通过所述晶闽管开关的电流的极性；W及 修改所述至少一个UPS的电压，W使通过正传导电流的所述两个晶闽管的晶闽管的所 述电流的所述极性反转。
[0023] 15.如技术方案14所述的至少一个控制器，其中，为了确定通过所述晶闽管开关 的电流的极性，所述至少一个控制器配置成执行跨所述一个扼流圈的电压的开环积分。
[0024] 16. -种控制电力供应系统的方法，其中所述电力供应系统包括环形总线、多个 不间断电源IPS和多个扼流圈，所述多个扼流圈的各扼流圈将所述多个IPS的关联UPS电 禪合到所述环形总线，所述方法包括： 使用至少一个控制器来检测所述电力供应系统中的故障条件；W及 使用所述至少一个控制器来切换所述电力供应系统中的至少一个开关，W解决所述故 障条件，其中所述至少一个开关电禪合在所述多个IPS的至少一个IPS与所述环形总线之 间，并且所述至少一个开关具有小于10毫秒的断开时间。
[00巧]17.如技术方案16所述的方法，其中，切换至少一个开关包括切换电禪合在所述 多个扼流圈的一个扼流圈与所述环形总线之间的开关。
[0026] 18.如技术方案17所述的方法，其中，切换至少一个开关包括切换包括两个反并 联晶闽管的晶闽管开关。
[0027] 19.如技术方案18所述的方法，其中，切换晶闽管开关包括： 确定通过所述晶闽管开关的电流的极性；W及 修改所述至少一个UPS的电压，W使通过正传导电流的所述两个晶闽管的晶闽管的所 述电流的所述极性反转。
[0028] 20.如技术方案19所述的方法，其中，确定通过所述晶闽管开关的电流的极性包 括执行跨所述一个扼流圈的电压的开环积分。
【附图说明】
[0029] 图I是示范环形总线架构的简图。
[0030] 图2是信息技术产业协会（口1)计算机商业设备制造商协会（CBEMA)曲线的简 图。
[0031] 图3是比较旁路断路器和旁路静态开关的操作的图表。
[0032] 图4是可与图1所示环形总线架构配合使用的环形总线架构的一部分的简图。
[0033] 图5是可与图1所示环形总线架构配合使用的环形总线架构的一部分的简图。
[0034] 图6是示范无传感器电流估计算法的逻辑图。
[0035] 图7A和图7B是示范图6所示无传感器电流估计算法的结果的图表。
【具体实施方式】
[0036] 在