[發明專利]具有UPS的電力設備

在審

• 申請號: 201710670334.3
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107707018A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: E-K.帕亞特羅;N.諾塔里;I.富蘭
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,劉春元

技術領域

本發明涉及不間斷電源的領域。具體而言，本發明涉及包括用戶設備和不間斷電源系統的電力設備的領域。

背景技術

在本電力設備中，用戶設備通常與由UPS制造商提供的不間斷電源(UPS)系統組合。具體而言，可能需要UPS系統針對現有用戶設備的改造應用。

用戶設備通常包括必須供有電力的負載。負載可為單個負載或多個獨立負載，其可從系統觀點認作是單個負載。負載可為任何類型的AC或DC負載、或甚至它們的組合。用戶設備還包括至少一個AC功率源，其是用于對負載供電的主電源。一個或多個AC功率源一起形成主電源。用戶設備還包括至少一個副電源，其在主電源失效的情況下提供電力。用戶設備還包括至少一個可控制的硬件構件，例如，開關或其他構件。系統保護接地端提供為包括功率源和負載的所有構件的共同保護接地端。

不間斷電源系統包括至少一個不間斷電源模塊，以及用于基于不間斷電源系統的至少一個系統參數而控制不間斷電源系統的控制裝置。因此，例如，控制裝置接收UPS系統的測得的內部電壓和/或電流以用于從主電源和/或副電源對負載供電。

也稱為固態UPS系統的靜態UPS系統是指在其供電路徑中基本上沒有可動部分(具體是沒有在AC功率源失效的情況下提供電力的發電機)的UPS系統。固態UPS系統包括諸如雙轉換或脫機(也稱為單轉換)的架構。

雙轉換是靜態UPS的很常見設計，例如，用于數據中心。UPS系統包括：也稱為整流器的AC/DC轉換器，其設在它的電源側處，且連接到AC功率源上；也稱為逆變器的負載側DC/AC轉換器，其連接到負載上；以及也稱為電池轉換器的DC/DC轉換器，其通常連接到作為副電源的電池上。AC/DC轉換器、DC/AC轉換器、和DC/DC轉換器由DC鏈路連接到彼此上。在正常操作中，來自AC功率源的AC電力通過AC/DC轉換器和DC/AC轉換器提供至負載。在AC功率源失效的情況下，負載經由DC/DC轉換器和DC/AC轉換器從副電源供電。

在單轉換UPS設計中，負載經由電力線直接地連接到AC功率源上。DC/AC轉換器通常連接在電力線和作為副電源的電池之間。在AC功率源失效的情況下，電力從副電源經由DC/AC轉換器提供。

UPS控制要求和伴隨的嵌入控制能力基于對標準大容量單元的成本的市場環境的嚴格要求中的激勵競爭，通常支持基本設備類型的最低要求。一些多余的能力通常嵌入以用于次要的靈活性，但這不足以支持系統設備中的主要的可變性。

在此領域中，電力設備可由不同設備類型和/或取決于電力設備的地點的國家法規要求而挑戰。

電力設備通常遵循最常見的一些總體級別，TN-(C)-S和IT是最常見的。AC功率源可包括或沒有中性點(N)。

可稱為'工業'、'離岸'或'海上'的設備對控制UPS系統提出了挑戰。此設備通常具有以非標準構造安裝的多個額外的變壓器和控制/開關裝置。這需要用于電壓/電流的額外的應用特有的感測能力，以及操作斷開裝置和其他裝置的控制能力。

一些感測和控制要求將穿過隔離邊界(例如，變壓器的一次側和二次側)，所以需要特殊考慮。隔離要求可能很嚴格，作為示例，標準UPS大體上針對II類過電壓(預期線路瞬變水平)而確定大小，但具有重的額外裝備的設備可能預期瞬變升高到III類或甚至IV類。

額外的標準可適用，且一定水平的局部或分布式決策能力可能是優選或需要的。

總體系統可靠性可需要關鍵功能的冗余，這可包括測量和通信。

所有數據必須對于總體系統控制(通常但不總是位于UPS系統中)在相關的量級和時間分辨率下可用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種克服以上問題中的至少一些的電力設備。具體而言，本發明的目的在于提供包括用戶設備和不間斷電源系統的電力設備，其可容易地擴展，且提供有效手段來基于現有設備而控制對負載的供電。

該目的通過獨立權利要求而實現。有利的實施例在從屬權利要求中給出。