新型ups节能控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及IPS控制领域，更具体地说，设及一种新型IPS节能控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] UPS(Uninterruptit)IePowerSystem),即不间断电源，主要包括整流模块、逆变 模块、电池模块=大模块，用于为重要设备、负载提供不间断的电力供应。当电网输入正常 时，IPS将电网稳压后供应给负载使用，此时的IPS就是一台交流电网稳压器，同时它还向 机内电池充电；当电网中断（事故停电）时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变零切换 转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损 坏。
[0003] 随着社会经济的发展，人们对于电力的需求越来越大，电力供应矛盾愈加突出。当 前UPS-般通过ECO模式和休眠模式实现节能控制，其中ECO模式是IPS经由旁路供电的 方式实现能源节约，而休眠模式是通过将IPS中的单机关闭，W减少损耗。运二种工作方式 的共同点为通过减少系统损耗和提高工作效率的方式来实现系统的节能，从而为客户节约 费用，并有利于节能环保。
[0004] 然而，当前IPS主流的节能方式无论是ECO模式，还是休眠模式，其出发点都是UPS 系统的本身，即通过减少IPS系统本身的损耗W及提高IPS系统本身的工作效率的方式来 实现系统的节能，并未考虑外界因素，如电网的分时段电价因素。 阳0化]根据统计，企业和居民的耗电量在一天24小时内变化很大，一般而言，夜晚，尤其 是深夜耗电量要远小于白天，人们将对电力需求最旺盛的时间称为"高峰"时段，其余则为 "低谷"时段。为抑制高峰时段用电量的快速增长，提高低谷时段的用电量，国家目前在大部 分地区推广实施峰谷不同电价的方法，通过发挥电价的杠杆作用，提高电网和整个社会的 效益。本发明即从IPS本身特点出发，结果"峰谷电价"政策，提出利于一种新型的节能控 制方法。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题在于，针对上述UPS的节能控制因限于系统本身而节省 费用有限的问题，提供一种新型IPS节能控制系统及方法。
[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种新型IPS节能控制系统，所述 UPS包括用于储能的电池，且电网供电分为用电高峰时段和用电低谷时段，所述系统包括后 备计算单元、充电管理单元及放电管理单元，其中：所述后备计算单元，用于根据用电高峰 时段的平均负载加权计算获得估算后备放电时间，并根据所述估算后备放电时间及设定的 后备要求放电时间获得后备容量比率；所述充电管理单元，用于在用电低谷时段，使IPS通 过电网为电池充电；所述放电管理单元，用于在用电高峰时段实时检测电池的容量比率，并 在电池容量比率大于所述后备容量比率时使IPS运行于电池供电模式。
[0008] 在本发明所述的新型IPS节能控制系统中，所述系统还包括第一修正单元，用于 根据用电高峰时段电网供电质量修正电池后备放电时间。
[0009] 在本发明所述的新型IPS节能控制系统中，所述第一修正单元包括统计子单元和 调整子单元，其中：所述统计子单元，用于统计用电高峰时段IPS运行于电池供电模式的次 数n，所述n为大于或等于零的整数；所述调整子单元，用于将电池后备放电时间增加nXk 分钟，所述k为设置的修正因子。
[0010] 在本发明所述的新型IPS节能控制系统中，所述系统还包括第二修正单元，用于 根据电池寿命与放电容量的关系修正后备容量比率。 W11] 在本发明所述的新型IPS节能控制系统中，所述系统还包括电池检测单元，用于 在IPS运行于电池供电模式时检测单体电池的电压值与放电的电量值，并根据单体电池电 压值与放电电量参考曲线判断电池质量。
[0012] 本发明还提供一种新型IPS节能控制方法，所述IPS包括用于储能的电池，且电网 供电分为用电高峰时段和用电低谷时段，所述方法包括W下步骤：
[0013] 根据用电高峰时段的平均负载加权计算获得估算后备放电时间，并根据所述估算 后备放电时间及设定的后备要求放电时间获得后备容量比率；
[0014] 在用电低谷时段，使IPS通过电网为负载供电并通过电网为电池充电；
[0015] 在用电高峰时段实时检测电池的容量比率，并在电池容量比率大于所述后备容量 比率时使UPS运行于电池供电模式。
[0016] 在本发明所述的新型IPS节能控制方法中，所述方法还包括：根据用电高峰时段 电网供电质量修正电池后备放电时间。
[0017] 在本发明所述的新型IPS节能控制方法中，所述根据在用电高峰时段电网供电质 量修正电池后备放电时间步骤包括：
[0018] 统计用电高峰时段IPS运行于电池供电模式的次数n，所述n为大于或等于零的整 数；
[0019] 将电池后备放电时间增加nXk分钟，所述k为设置的修正因子。
[0020] 在本发明所述的新型IPS节能控制方法中，所述方法还包括：根据电池寿命与放 电容量的关系修正后备容量比率。
[0021] 在本发明所述的新型IPS节能控制方法中，所述方法还包括：在IPS运行于电池供 电模式时检测单体电池的电压值与放电的电量值，并根据单体电池电压值与放电电量参考 曲线判断电池质量。
[0022] 本发明的新型IPS节能控制系统及方法，从供电电源的角度，并结合IPS本身的特 性，可实现在不影响IPS稳定供电的前提下，实现高电价时放电，低电价时储能，从而可显 著节省费用，具有节能环保的作用。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明新型IPS节能控制系统实施例的示意图。
[0024] 图2是本发明新型UPS节能控制方法实施例的流程示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0026] IPS作为在电网掉电后能够不间断供电的电源设施，都配置有相应的储能设备 (当前大部分IPS采用蓄电池作为储能设备，W下简称电池）。本发明利用IPS本身带有的 电池，通过对电池进行用电高峰时段（此时通常电价较高）放电，用电低谷时段（此时通常 电价较低）充电（储能），可最大限度地实现节能环保。
[0027] 当然，并不能够简单的将电池单纯地作为储能工具，其必须能够满足电网掉电时 为后级负载提供后备供电。因此在实现用电高峰时段放电、用电低谷时段充电的同时，必须 保证电网掉电时的负载后备供电；此外，电池的寿命也与放电的次数W及每次放电的容量 有关。
[0028] 如图1所示，是本发明新型IPS节能控制系统实施例的示意图。该新型IPS节能 控制系统可集成到USP的控制系统，且IPS本身包括用于储能的电池14,而电网供电分为用 电高峰时段和用电低谷时段。本实施例的新型IPS节能控制系统包括后备计算单元11、充 电管理单元13及放电管理单元12。上述后备计算单元11、充电管理单元13及放电管理单 元12可W由结合在IPS控制系统的硬件平台上的软件构成，也可W为独立于IPS控制系统 的装置。
[0029] 后备计算单元11用于根据用电高峰时段的平均负载加权值计算获得估算后备放 电时间，并根据估算后备放电时间计算后备容量比率。
[0030] 由于电池的估算后备放电时间与电池的总容量化及当前负载率的大小有关系，因 此在电池容量配置一定时，估算后备放电时间主要与UPS当前的负载率的大小有关。但 UPS的负载率的大小可能会存在波动，因此后备计算单元11对用电高峰时段的平均负载率 进行加权计算，并W此估算后备供电时间。例如，用户在选配电池时，要求在市电掉电后， 电池能够为满负载提供40分钟的供电，然而经过一段时间的统计，在用电高峰时段，负载 约在40%左右，后备计算单元11加权计算电池可提供的估算后备放电时间为：40*(100% /40%)*m=IOOm(m为加权因子，与电池放电曲线关联，同时考虑一定裕量，可在0. 8~1 范围内选取），即意味着一旦市电掉电，电池能够提供约80~100分钟的供电，远远超过用 户所要求的40分钟供电要求。
[0031] 在计算获得电池后备放电时间后，后备计算单元11可根据上述的估算后备放电 时间，W及所要求的后备供电时间，并结合电池管理放电逻辑，推算出满足后备供电时间前 提下，可W放电的电池容量百分比。例如，在高峰时段，电池要求提供40分钟的供电时长即 可，但根据估计，可W提供100分钟的供电时长，因此，在满足40分钟的前提下，电池可W放 掉部分电量，此部分电量则可W用于在高峰时段为负载供电，此部分电量与电池总电量的 比值即为可放电的电池容量比率，放掉此部分电量后所剩下的电池容量与电池总电量的比 值即为电池后备容量比率。
[0032] 充电管理单元13用于在用电低谷时段，使UPS通过电网为电池充电，即UPS在使 用电网为负载供电的同时，通过电网为电池充电。具体地，充电管理单元13可根据充电电 流大小选择充电模式，例如当充电电流的大于设定的浮充转均充点（Iset)时，则进入均 充；当充电电流小于设定浮充转均充点（可加入回差），则由均充转为浮充。此外，充电管理 单元13还可根据所充电时电量与时间的乘积并考虑效率溫度等其它因素，精确维护电池 容量W及