一种不间断供电系统及方法与流程

1.本发明涉及供配电技术领域，特别涉及一种不间断供电系统及方法。


背景技术：

2.日常生产生活中，由于进口或使用一些非标准电压的用电设备，因此存在不间断供电系统(uninterruptible power supply，ups)给非标准用电设备供电的需求，现有技术采用在供电主路后串联变压器对输入的交流电进行变压以向非标准用电设备供电，但使用变压器得到的非标准交流电的电压波动范围较大且频率不稳定，另外，一旦系统中的变压器发生故障，就会导致严重的系统风险，降低供电系统的可靠性。


技术实现要素：

3.本发明提供一种不间断供电系统及方法，用以解决现有技术中存在的供电系统为非标准用电设备供电时电能质量差的问题。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种不间断供电系统，所述不间断供电系统包括供电输入端、内置供电主路和供电输出端，其中，所述内置供电主路包括第一整流模块和第一逆变模块；
5.所述第一整流模块，分别与所述供电输入端和所述第一逆变模块连接，用于对输入的交流电进行整流处理，得到第一直流电，并将所述第一直流电输出至所述第一逆变模块；
6.所述第一逆变模块，与所述供电输出端连接，用于对所述第一直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将所述非标准交流电通过所述供电输出端提供给用电设备。
7.在一种可能的实施方式中，所述系统还包括内置供电旁路，其中，所述内置供电旁路包括第二整流模块和第二逆变模块：
8.所述第二整流模块，分别与所述供电输入端和所述第二逆变模块连接，用于对输入的所述交流电进行整流处理，得到第二直流电，并将所述第二直流电输出至所述第二逆变模块；
9.所述第二逆变模块，与所述供电输出端连接，用于对所述第二直流电进行逆变处理，得到所述非标准交流电，并将所述非标准交流电通过所述供电输出端提供给所述用电设备。
10.在一种可能的实施方式中，所述不间断供电系统还包括静态开关模块：
11.所述静态开关模块的第一输入端与所述第一逆变模块的输出端连接，所述静态开关模块的第二输入端与所述第二逆变模块的输出端连接，所述静态开关模块的输出端与所述供电输出端连接；
12.所述静态开关模块，用于在所述内置供电主路故障后，导通所述静态开关模块的第二输入端与所述静态开关模块的输出端之间的通路；或
13.在所述内置供电旁路故障后，导通所述静态开关模块的第一输入端与所述静态开
关模块的输出端之间的通路。
14.在一种可能的实施方式中，所述系统还包括外置电路：
15.所述外置电路分别与所述供电输入端和所述供电输出端连接，用于在所述内置供电主路和所述内置供电旁路均故障后，对输入的所述交流电进行变压处理，得到所述非标准交流电，并将所述非标准交流电通过所述供电输出端提供给所述用电设备。
16.在一种可能的实施方式中，所述外置电路包括变压器：
17.所述变压器，分别与所述供电输入端和所述供电输出端连接，用于对所述交流电进行变压处理，得到所述非标准交流电。
18.在一种可能的实施方式中，所述外置电路包括第三整流模块和第三逆变模块：
19.所述第三整流模块，分别与所述供电输入端和所述第三逆变模块连接，用于对输入的所述交流电进行整流处理，得到第三直流电，并将所述第三直流电输出至所述第三逆变模块；
20.所述第三逆变模块，与所述供电输出端连接，用于对所述第三直流电进行逆变处理，得到所述非标准交流电，并将所述非标准交流电通过所述供电输出端提供给所述用电设备。
21.在一种可能的实施方式中，所述系统还包括储能电路，其中，所述储能电路包括直流转换模块和储能模块：
22.所述直流转换模块的第一端与所述第一整流模块的输出端连接，所述直流转换模块的第一端与所述第二整流模块的输出端连接，所述直流转换模块的第三端与所述储能模块连接；
23.所述直流转换模块，用于对所述第一直流电或所述第二直流电进行直流转换处理，得到第四直流电，并将所述第四直流电输出至所述储能模块进行存储；或
24.对所述储能模块输出的所述第四直流电进行直流转换处理，得到所述第一直流电或所述第二直流电，并将得到的所述第一直流电输出至所述第一逆变模块，或将得到的所述第二直流电输出至所述第二逆变模块。
25.第二方面，本发明实施例提供了一种不间断供电方法，应用于如第一方面中任一所述的不间断供电系统，该方法包括：
26.对输入的交流电进行整流处理，得到第一直流电，并将所述第一直流电输出至所述第一逆变模块；
27.对所述第一直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将所述非标准交流电通过所述供电输出端提供给用电设备。
28.在一种可能的实施方式中，该方法还包括：
29.对输入的所述交流电进行整流处理，得到第二直流电，并将所述第二直流电输出至所述第二逆变模块；
30.对所述第二直流电进行逆变处理，得到所述非标准交流电，并将所述非标准交流电通过所述供电输出端提供给所述用电设备。
31.在一种可能的实施方式中，该方法还包括：
32.在所述内置供电主路故障后，导通所述静态开关模块的第二输入端与所述静态开关模块的输出端之间的通路；或
33.在所述内置供电旁路故障后，导通所述静态开关模块的第一输入端与所述静态开关模块的输出端之间的通路。
34.本发明有益效果如下：
35.本发明公开了一种不间断供电系统及方法，用于解决为非标准用电设备供电时电能质量差的问题，其中，不间断供电系统包括供电输入端、内置供电主路和供电输出端，其中，内置供电主路包括第一整流模块和第一逆变模块；第一整流模块，分别与供电输入端和第一逆变模块连接，用于对输入的交流电进行整流处理，得到第一直流电，并将第一直流电输出至第一逆变模块；第一逆变模块，与供电输出端连接，用于对第一直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备，通过上述不间断供电系统可以改善电能质量，实现输出持续稳定的非标准交流电以适配非标准用电设备，同时可以降低供电系统风险。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为相关技术中的一种不间断供电系统的结构示意图；
38.图2为本发明实施例提供的一种不间断供电系统的结构示意图；
39.图3为本发明实施例提供的另一种不间断供电系统的结构示意图；
40.图4为本发明实施例提供的另一种不间断供电系统的结构示意图；
41.图5为本发明实施例提供的一种不间断供电系统的具体结构示意图；
42.图6为本发明实施例提供的另一种不间断供电系统的具体结构示意图；
43.图7为本发明实施例提供的一种不间断供电方法的流程示意图。
具体实施方式
44.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
45.目前在某些制造领域，比如半导体芯片制造领域，工艺制成设备是外来引进的，因此存在额定电压为208v、440v等规格的用电设备，如图1所示，为相关技术中的一种不间断供电系统的结构示意图，该系统包括输入端101、供电主路102、供电旁路103、静态转换器104、变压器105、储能旁路106、输出端107以及开关k1～k3，供电主路102包括交流直流转换模块1021和直流交流转换模块1022，储能旁路106包括多个蓄电池模块1061，现有的不间断供电系统(uninterruptible power supply，ups)为保障此类精密、敏感非标准用电设备的正常运行，通常采用在静态转换器104后串联变压器105对输入的交流电进行变压以向非标准用电设备供电，但使用变压器得到的非标准交流电的电压波动范围较大且频率不稳定，另外，一旦系统中的变压器发生故障，就会导致严重的系统风险，降低供电系统的可靠性。
因此ups系统亟待解决电能质量问题，比如电压、频率稳定和持续供电等问题，以及串联变压器带来的电力系统风险问题。
46.基于上述问题，本发明实施例提供一种不间断供电系统及方法，用以解决现有技术中存在的供电系统为非标准用电设备供电时电能质量差的问题。
47.下面结合上述描述的应用场景，参考附图来描述本技术示例性实施方式提供的不间断供电系统，需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本技术的精神和原理而示出，本技术的实施方式在此方面不受任何限制。
48.如图2所示，为本发明实施例提供的一种不间断供电系统的结构示意图，该不间断供电系统包括：供电输入端201、内置供电主路202和供电输出端203，其中，内置供电主路202包括第一整流模块2021和第一逆变模块2022；
49.第一整流模块2021，分别与供电输入端201和第一逆变模块2022连接，用于对输入的交流电进行整流处理，得到第一直流电，并将第一直流电输出至第一逆变模块2022。
50.在一种可能的实施例中，上述第一整流模块2021可以为交流直流转换器(alternating current/direct current，ac/dc)，ac/dc转换器可以对输入的交流电的波形进行整合处理，输出高质量的电能，进而解决持续供电以及频率稳定性的问题。
51.第一逆变模块2022，与供电输出端203连接，用于对第一直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。
52.在一种可能的实施例中，上述第一逆变模块2022可以为直流交流转换器(direct current/alternating current，dc/ac)，需要说明的是dc/ac转换器具备逆变电路，对第一直流电进行逆变处理时可以改变输出的交流电的电压值，进而相比串联变压器的方式，通过本技术中的ac/dc转换器和dc/ac转换器可以输出电压持续且稳定的交流电。
53.需要说明的是，上述供电输入端201可以输出380v的标准交流电，第一整流模块2021输出的直流电的电压与供电输出端203输出的非标准交流电的电压有关，比如，若需要为规格为208v的非标准用电设备供电，则供电输入端201输出的380v的标准交流电，第一整流模块2021对输入的交流电进行整流处理，得到直流电应略大于208v，如300v左右的直流电，经过第一逆变模块2022的逆变处理，得到208v的非标准交流电；同理，若需要为规格为440v的非标准用电设备供电，则供电输入端201输出的380v的标准交流电，第一整流模块2021对输入的交流电进行整流处理，得到直流电应略大于440v，如500v左右的直流电，经过第一逆变模块2022的逆变处理，得到440v的非标交流电。
54.需要说明的是，此处的第一直流电与下文中的第二直流电、第三直流电的参数是根据输入的交流电参数，以及经过的电路元件类型、规格参数确定的，因此，第一直流电、第二直流电、第三直流电的参数可以相同，也可以不同，比如，输入相同的交流电，且经过的电路元件类型以及规格参数相同，则输出的第一直流电、第二直流电、第三直流电的参数相同。
55.本发明公开了一种不间断供电系统，用于解决为非标准用电设备供电时电能质量差的问题，其中，不间断供电系统包括供电输入端、内置供电主路和供电输出端，其中，内置供电主路包括第一整流模块和第一逆变模块；第一整流模块，分别与供电输入端和第一逆变模块连接，用于对输入的交流电进行整流处理，得到第一直流电，并将第一直流电输出至第一逆变模块；第一逆变模块，与供电输出端连接，用于对第一直流电进行逆变处理，得到
非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备，通过上述不间断供电系统可以改善电能质量，实现输出持续稳定的非标准交流电以适配非标准用电设备，同时由于没有应用变压器因此可以简化系统机构，进而降低供电系统风险。
56.下面对上述不间断供电系统的具体结构进行展开说明：
57.如图3所示，为本发明实施例提供的另一种不间断供电系统的结构示意图，结合图2，该不间断供电系统还包括内置供电旁路301和静态开关模块302，其中，内置供电旁路301包括第二整流模块3011、第二逆变模块3012、开关k4和开关k5：
58.第二整流模块3011，分别与供电输入端201和第二逆变模块3012连接，用于对输入的交流电进行整流处理，得到第二直流电，并将第二直流电输出至第二逆变模块3012；
59.第二逆变模块3012，与供电输出端203连接，用于对第二直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备；
60.静态开关模块302的第一输入端与第一逆变模块2022的输出端连接，静态开关模块302的第二输入端与第二逆变模块3012的输出端连接，静态开关模块302的输出端与供电输出端203连接；
61.静态开关模块302，用于在内置供电主路202故障后，导通静态开关模块的第二输入端与静态开关模块302的输出端之间的通路；或
62.在内置供电旁路301故障后，导通静态开关模块302的第一输入端与静态开关模块302的输出端之间的通路。
63.需要说明的是，静态开关模块302可以采用静态转换开关(static transfer switch，sts)，静态转换开关是一种电路自动切换系统，主要用于两路电源供电切换，在实际使用时，静态转换开关通过检测输入的交流电参数比如交流电的电压、频率等参数与预设参数进行比较确定当前导通的回路工作状态是否故障，一旦发生故障则触发报警并切换至另一回路，比如在本不间断供电系统中，当静态开关模块302检测到内置供电主路202故障后，自动断开静态开关模块302的第一输入端与静态开关模块302的输出端之间的通路，并自动导通静态开关模块的第二输入端与静态开关模块302的输出端之间的通路；或在检测到内置供电旁路301故障后，自动断开静态开关模块的第二输入端与静态开关模块302的输出端之间的通路，并自动导通静态开关模块302的第一输入端与静态开关模块302的输出端之间的通路。
64.如图4所示，为本发明实施例提供的另一种不间断供电系统的结构示意图，结合图2和图3，该不间断供电系统还包括外置电路401、储能电路402：
65.外置电路401包括外置转换模块4011和开关k6，外置电路401分别与供电输入端201和供电输出端203连接，用于在内置供电主路202和内置供电旁路301均故障后，对输入的交流电进行变压处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。
66.在一种可能的实施例中，如图5所示，为本发明实施例提供的一种不间断供电系统的具体结构示意图，外置电路401包括变压器501：
67.变压器501分别与供电输入端201和供电输出端203连接，用于对交流电进行变压处理，得到非标准交流电。
68.在一种可能的实施例中，如图6所示，为本发明实施例提供的另一种不间断供电系
统的具体结构示意图，外置电路401包括第三整流模块601和第三逆变模块602：
69.第三整流模块601，分别与供电输入端201和第三逆变模块602连接，用于对输入的交流电进行整流处理，得到第三直流电，并将第三直流电输出至第三逆变模块602；
70.第三逆变模块602，与供电输出端连接，用于对第三直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。
71.需要说明的是，此处的外置电路401用于在日常检修或在上述静态开关模块302对内置供电主路202和内置供电旁路301报警后，维修人员导通外置电路401，对故障电路进行检修，相比于现有技术中为非标准电压用电设备供电的不间断供电系统的检修电路，本技术中的不间断供电系统可以在检修过程中实现对用电设备的持续供电，避免断电导致的产品问题和安全风险。
72.另外，如图4所示，储能电路402包括直流转换模块4021、储能模块4022和开关k7：
73.直流转换模块4021的第一端与第一整流模块2021的输出端连接，直流转换模块4021的第一端与第二整流模块3011的输出端连接，直流转换模块4021的第三端与储能模块4022连接；
74.直流转换模块4021，用于对第一直流电或第二直流电进行直流转换处理，得到第四直流电，并将第四直流电输出至储能模块4022进行存储；或对储能模块4022输出的第四直流电进行直流转换处理，得到第一直流电或第二直流电，并将得到的第一直流电输出至第一逆变模块，或将得到的第二直流电输出至第二逆变模块。
75.在一种可能的实施例中，直流转换模块4021可以为直流直流转换器(direct current/direct current，dc/dc)，dc/dc转换器可以对输入的直流电进行信号隔离以及转换处理，储能模块4022可以为多个并联的蓄电池箱，该蓄电池箱可以包括多个串联的蓄电池。
76.基于相同的发明构思，本发明还公开了一种不间断供电方法，该不间断供电方法的实施可以参照上述不间断供电系统的实施，重复之处不再赘述，如图7所示，为本发明实施例提供的一种不间断供电方法的流程示意图，该方法包括：
77.s701，根据用户预设的优先电路确定不间断供电电路，若为供电主路优先，则执行s702，若为供电旁路优先，则执行s703。
78.s702，对输入的交流电进行整流处理，得到第一直流电，并将第一直流电输出至第一逆变模块，对第一直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备，对第一直流电进行直流转换处理，得到第四直流电，并将第四直流电输出至储能模块进行存储。若静态开关模块检测到内置供电主路故障，则执行s704，若内置供电主路和内置供电旁路均故障，则执行s706，若供电输入端或第一整流模块出现故障，则执行s707。
79.s703，对输入的交流电进行整流处理，得到第二直流电，并将第二直流电输出至第二逆变模块，对第二直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备，对第二直流电进行直流转换处理，得到第四直流电，并将第四直流电输出至储能模块进行存储。若静态开关模块检测到内置供电旁路故障，则执行s705，若内置供电主路和内置供电旁路均故障，则执行s706，若供电输入端或第二整流模块出现故障，则执行s708。
80.s704，导通静态开关模块的第二输入端与静态开关模块的输出端之间的通路。
81.s705，导通静态开关模块的第一输入端与静态开关模块的输出端之间的通路。
82.s706，通过外置旁路对输入的交流电进行变压处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。
83.在一种可能的实施例中，对输入的交流电进行变压处理，得到非标准交流电，具体包括：
84.通过变压器对交流电进行变压处理，得到非标准交流电。
85.在一种可能的实施例中，对输入的交流电进行变压处理，得到非标准交流电，具体包括：
86.对输入的交流电进行整流处理，得到第三直流电，并将第三直流电输出至第三逆变模块；对第三直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。
87.s707，通过储能模块将存储的第一直流电输出至第一逆变模块，对第一直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。
88.s708，通过储能模块将存储的第二直流电输出至第二逆变模块，对第二直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。
89.本发明实施例公开了一种不间断供电系统及方法，该不间断供电系统包括供电输入端、内置供电主路、内置供电旁路、静态转换模块、外置电路、储能电路和供电输出端：内置供电主路包括第一整流模块和第一逆变模块；第一整流模块，分别与供电输入端和第一逆变模块连接，用于对输入的交流电进行整流处理，得到第一直流电，并将第一直流电输出至第一逆变模块；第一逆变模块，与供电输出端连接，用于对第一直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。内置供电旁路包括第二整流模块和第二逆变模块，其中，第二整流模块分别与供电输入端和第二逆变模块连接，用于对输入的交流电进行整流处理，得到第二直流电，并将第二直流电输出至第二逆变模块；第二逆变模块与供电输出端连接，用于对第二直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。静态开关模块的第一输入端与第一逆变模块的输出端连接，静态开关模块的第二输入端与第二逆变模块的输出端连接，静态开关模块的输出端与供电输出端连接；静态开关模块，用于在内置供电主路故障后，导通静态开关模块的第二输入端与静态开关模块的输出端之间的通路；或在内置供电旁路故障后，导通静态开关模块的第一输入端与静态开关模块的输出端之间的通路；外置电路分别与供电输入端和供电输出端连接，用于在内置供电主路和内置供电旁路均故障后，对输入的交流电进行变压处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。外置电路可以包括变压器，变压器分别与供电输入端和供电输出端连接，用于对交流电进行变压处理，得到非标准交流电，另外，外置电路也可以包括第三整流模块和第三逆变模块，其中，第三整流模块分别与供电输入端和第三逆变模块连接，用于对输入的交流电进行整流处理，得到第三直流电，并将第三直流电输出至第三逆变模块；第三逆变模块与供电输出端连接，第三逆变模块用于对第三直流电进行逆变处理，得到非标准交流电，并将非标准交流电通过供电输出端提供给用电设备。储能电路包括直流转换模块和储能模块，直流转换模块的第一端与第一整流模块的输出端连接，直流转换模块的第一端与第二整流模
块的输出端连接，直流转换模块的第三端与储能模块连接；直流转换模块用于对第一直流电或第二直流电进行直流转换处理，得到第四直流电，并将第四直流电输出至储能模块进行存储；或对储能模块输出的第四直流电进行直流转换处理，得到第一直流电或第二直流电，并将得到的第一直流电输出至第一逆变模块，或将得到的第二直流电输出至第二逆变模块，通过上述不间断供电系统在正常供电时通过内置供电主路供电，内置供电主路故障时，通过内置供电旁路供电，内置供电主路和内置供电旁路均故障，需要检修时，通过外置电路检修，同时不间断对用电设备的供电，进一步的，本技术的不间断供电系统通过使用交流直流转换器一类的整流模块对输入的交流电波形进行整合处理，以及使用直流交流转换器一类的逆变模块对输入的直流电进行逆变处理，改善了电能质量，实现输出持续稳定的非标准交流电以适配非标准用电设备，同时简化了系统结构，降低了供电系统风险。
90.以上参照示出根据本技术实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本技术。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。
91.相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本技术。更进一步地，本技术可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本技术上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。
92.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。