本技術(shù)涉及電力電子領(lǐng)域，尤其涉及一種ups模塊、系統(tǒng)和ups系統(tǒng)的故障檢測方法。

背景技術(shù)：

1、不間斷電源(uninterruptible?power?supply，簡稱ups)是數(shù)據(jù)中心的核心組成部分，對維持?jǐn)?shù)據(jù)中心電源可靠性起著至關(guān)重要的作用。ups主要工作在電網(wǎng)供電模式或者電池供電模式，當(dāng)ups工作在電網(wǎng)供電模式時，ups內(nèi)的整流器和逆變器將電網(wǎng)上傳輸?shù)碾娔苻D(zhuǎn)換為負(fù)載所需的電能。當(dāng)ups工作電池供電模式時，ups內(nèi)的放電器和逆變器將電池組存儲的電能轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的電能。為了提升ups內(nèi)的器件利用率，將ups工作在電網(wǎng)供電模式所需的整流器以及ups工作在電池供電模式所需的放電器進(jìn)行了復(fù)用。

2、為了提升ups裝置的供電功率，ups裝置內(nèi)部一般會并聯(lián)多個ups模塊，每個ups模塊可以單獨工作。當(dāng)ups模塊內(nèi)的放電器與整流器復(fù)用、且ups裝置工作在電池供電模式時，若與電網(wǎng)連接的繼電器或者其它連接器發(fā)生短路，電池組直接與電網(wǎng)連接側(cè)連接，電網(wǎng)連接側(cè)存在反灌電壓，該反灌電壓會給ups維護(hù)人員帶來一定的安全隱患。為了保護(hù)維護(hù)人員的安全，當(dāng)檢測到ups系統(tǒng)出現(xiàn)反灌電壓時，業(yè)內(nèi)通常采用考慮斷開整機(jī)開關(guān)，這種方式會影響ups系統(tǒng)的正常供電，嚴(yán)重時存在負(fù)載的運行安全問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種ups模塊、系統(tǒng)和ups系統(tǒng)的故障檢測方法，用于在ups系統(tǒng)出現(xiàn)反灌故障時，準(zhǔn)確識別出ups系統(tǒng)發(fā)生故障的ups模塊。

2、第一方面，本技術(shù)實施例提供一種ups模塊，該ups模塊可以應(yīng)用于ups系統(tǒng)，其中，ups系統(tǒng)中包括多個并聯(lián)連接的上述ups模塊。每個ups模塊可以包括：多個第一開關(guān)、多個第二開關(guān)、多個檢測模塊、與每個第一開關(guān)一一對應(yīng)的第三開關(guān)、與每個第二開關(guān)一一對應(yīng)的第四開關(guān)、第一轉(zhuǎn)換模塊、第二轉(zhuǎn)換模塊和控制器。

3、具體地，每個第一開關(guān)的第一端與所屬ups模塊的一個輸入端連接，每個第一開關(guān)的第二端與對應(yīng)的第三開關(guān)的第一端和第一轉(zhuǎn)換模塊連接；每個第二開關(guān)的第一端與所屬ups模塊的一個輸入端連接，每個第二開關(guān)的第二端與對應(yīng)的第四開關(guān)的第一端和第一轉(zhuǎn)換模塊連接；ups模塊的多個輸入端與ups系統(tǒng)中其它ups模塊的輸入端以及交流電源連接；第二轉(zhuǎn)換模塊與第一轉(zhuǎn)換模塊連接，第二轉(zhuǎn)換模塊還用于與負(fù)載連接；每個第三開關(guān)的第二端用于與電池組的正極連接；每個第四開關(guān)的第二端用于與電池組的負(fù)極連接；每個放電模塊與所屬ups模塊中的一個第一開關(guān)的第二端或者第二開關(guān)的第二端連接；每個檢測模塊與所屬ups模塊中的一個第一開關(guān)或者第二開關(guān)的兩端連接，用于檢測連接的開關(guān)的第一端的第一電壓以及第二端的第二電壓，并將檢測的電壓輸出給控制器；控制器用于在接收到所屬ups模塊并聯(lián)連接的上一個ups模塊發(fā)送的表征故障檢測完畢的第一信號時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊關(guān)斷，接收每個檢測模塊輸出的電壓，并根據(jù)每個檢測模塊檢測的數(shù)值，確定所屬ups模塊的故障狀態(tài)。

4、采用上述設(shè)計，每個ups模塊中均配置有檢測每個第一開關(guān)和第二開關(guān)兩端電壓的檢測模塊，當(dāng)ups系統(tǒng)工作在電池供電模式時，ups系統(tǒng)的ups模塊會按照設(shè)定的順序依次進(jìn)行故障檢測。具體地，當(dāng)前ups模塊中的控制器接收到第一控制信號時，則表明上一個ups模塊故障檢測完畢，當(dāng)前ups模塊可以啟動故障檢測，控制器可以控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)和第四開關(guān)關(guān)斷，以及控制第一轉(zhuǎn)換模塊停止工作，從而控制所屬ups模塊停止接收電池組輸出的電能。此時，第一開關(guān)和第二開關(guān)連接的放電模塊的放電操作會將上述兩個開關(guān)的第二端的電壓絕對值降低，因此，在放電模塊放電過程中，若第一開關(guān)或者第二開關(guān)存在短路故障導(dǎo)致輸入側(cè)產(chǎn)生反灌電壓，則第一開關(guān)和第二開關(guān)兩端的壓差接近于零，可以通過檢測上述開關(guān)兩端的壓差準(zhǔn)確判斷當(dāng)前ups模塊的故障情況。

5、在一種可能的設(shè)計中，控制器具體用于：當(dāng)ups系統(tǒng)工作在電池組供電模式、且接收到所屬ups模塊并聯(lián)連接的上一個ups模塊發(fā)送第一信號時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊關(guān)斷，在每個第三開關(guān)和第四開關(guān)關(guān)斷的預(yù)設(shè)時長后接收每個檢測模塊輸出的電壓，在任一檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓之間差值的絕對值小于或等于第一預(yù)設(shè)電壓時，確定所屬ups模塊為故障ups模塊。采用上述方式，當(dāng)?shù)谌_關(guān)和第四開關(guān)關(guān)斷后，分別與第三開關(guān)和第四開關(guān)連接的第一開關(guān)和第二開關(guān)第二端的電壓會隨著放電模塊的放電而變化，因此，每個ups模塊均可通過放電模塊放電過程第一開關(guān)和第二開關(guān)兩端的壓差，準(zhǔn)確識別出所屬ups模塊是否為故障ups模塊。

6、在一種可能的設(shè)計中，控制器還用于：在確定每個檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓之間差值的絕對值均大于第一預(yù)設(shè)電壓時，確定所屬ups模塊為正常模塊，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊導(dǎo)通。

7、在一種可能的設(shè)計中，控制器還用于：在確定所屬ups模塊故障時，將每個檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓分別與第二預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較；在確定任一檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓的絕對值均大于第二預(yù)設(shè)電壓時，確定ups系統(tǒng)中故障的ups模塊的數(shù)量大于1。采用上述設(shè)計，當(dāng)檢測到所屬ups模塊為故障模塊后，若ups系統(tǒng)還具備其它故障的ups模塊，由于多個ups模塊采用并聯(lián)的方式連接，則其它故障的ups模塊會將所有ups模塊的輸入側(cè)的電位進(jìn)行鉗位，因此，可以通過檢測放電模塊放電過程中第一開關(guān)和第二開關(guān)兩端的電壓確定系統(tǒng)中是否出現(xiàn)其它發(fā)生故障的ups模塊。

8、在一種可能的設(shè)計中，控制器還用于：在確定任一檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓的絕對值均大于第二預(yù)設(shè)電壓時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊保持關(guān)斷，并向下一個ups模塊發(fā)送表征故障檢測完畢的第一信號；以及在確定每個檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓的絕對值均小于或等于第二預(yù)設(shè)電壓時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊保持關(guān)斷，并向下一個ups模塊發(fā)送指示停止故障檢測的第二信號。采用上述設(shè)計，可以準(zhǔn)確識別出發(fā)生故障的ups模塊并快速斷開故障ups模塊與電池組的連接，且采用上述方式無需對ups系統(tǒng)中所有的ups模塊均進(jìn)行故障檢測，有利于減少ups系統(tǒng)的故障檢測時長。

9、在一種可能的設(shè)計中，控制器還用于：在確定任一檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓的絕對值均大于第二預(yù)設(shè)電壓時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊導(dǎo)通，并向下一個ups模塊發(fā)送表征故障檢測完畢的第一信號；在確定ups系統(tǒng)中其它ups模塊故障檢測完畢時，若ups系統(tǒng)中未發(fā)生故障的ups模塊數(shù)量小于設(shè)定值時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊導(dǎo)通。采用上述設(shè)計，在確定ups系統(tǒng)中出現(xiàn)多個故障的ups模塊時，為了防止全部的電能均通過未發(fā)生故障的ups模塊傳輸而導(dǎo)致未發(fā)生故障的ups因過載無法運行，控制器在檢測出系統(tǒng)除所屬ups模塊之外，還包括其它故障的ups模塊時，并不直接斷開所屬ups模塊與電池組的連接，而是等所有ups模塊檢測完畢后根據(jù)故障的ups模塊數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)的處理。

10、第二方面，本技術(shù)實施例提供了一種ups系統(tǒng)，該ups系統(tǒng)包括電池組和本技術(shù)實施例第一方面及其任一可能的設(shè)計中提供的ups模塊。

11、其中，電池組與每個ups模塊連接，用于在ups模塊連接的交流電源發(fā)生故障時，為每個ups模塊供電。

12、在一種可能的設(shè)計中，ups系統(tǒng)還包括主控制器，主控制器與每個ups模塊內(nèi)的控制器連接。采用上述方式，ups系統(tǒng)中多個ups模塊的故障檢測由主控器進(jìn)行控制。

13、第三方面，本技術(shù)實施例提供了一種ups系統(tǒng)的故障檢測方法，該ups系統(tǒng)的故障檢測方法可以應(yīng)用于本技術(shù)實施例第二方面及其任一可能的設(shè)計中提供的ups系統(tǒng)中，并由ups模塊中的控制器或者ups系統(tǒng)中的主控器執(zhí)行。

14、具體地，該ups系統(tǒng)的故障檢測方法主要包括以下步驟：

15、在確定ups系統(tǒng)工作在電池供電模式、且接收到表征上一個ups模塊故障檢測完畢的第一信號時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊關(guān)斷；根據(jù)每個檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓，確定所屬ups模塊的故障狀態(tài)。

16、在一種可能的設(shè)計中，根據(jù)每個檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓，確定所屬ups模塊的故障狀態(tài)，包括：在所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊關(guān)斷后的預(yù)設(shè)時長接收每個檢測模塊輸出的電壓，在任一檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓之間差值的絕對值小于或等于第一預(yù)設(shè)電壓時，確定所屬ups模塊為故障ups模塊。

17、在一種可能的設(shè)計中，該方法還包括：在確定每個檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓之間差值的絕對值均大于第一預(yù)設(shè)電壓時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊導(dǎo)通。

18、在一種可能的設(shè)計中，該方法還包括：在確定所屬ups模塊為故障ups模塊時，將每個檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓分別與第二預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較；在確定任一檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓的絕對值均大于第二預(yù)設(shè)電壓時，確定ups系統(tǒng)中故障的ups模塊的數(shù)量大于1。

19、在一種可能的設(shè)計中，該方法還包括：在確定任一檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓的絕對值均大于第二預(yù)設(shè)電壓時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊保持關(guān)斷，并向下一個ups模塊發(fā)送表征故障檢測完畢的第一信號；以及在確定每個檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓的絕對值均小于或等于第二預(yù)設(shè)電壓時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊保持關(guān)斷，并向下一個ups模塊發(fā)送指示停止故障檢測的第二信號。

20、在一種可能的設(shè)計中，該方法還包括：在確定任一檢測模塊輸出的第一電壓和第二電壓的絕對值均大于第二預(yù)設(shè)電壓時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊導(dǎo)通，并向下一個ups模塊發(fā)送表征故障檢測完畢的第一信號；在確定ups系統(tǒng)中其它ups模塊故障檢測完畢時，若ups系統(tǒng)中未發(fā)生故障的ups模塊數(shù)量小于設(shè)定值時，控制所屬ups模塊中的每個第三開關(guān)、每個第四開關(guān)和第一轉(zhuǎn)換模塊導(dǎo)通。

21、第四方面，本技術(shù)實施例還提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，該計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機(jī)程序，當(dāng)該計算機(jī)程序在計算機(jī)上運行時，執(zhí)行如本技術(shù)實施例第三方面及其任一設(shè)計中提供的ups系統(tǒng)的故障檢測方法。

22、另外，第二方面至第四方面及其任一種可能的設(shè)計所帶來的技術(shù)效果可參見本技術(shù)實施例第一方面中不同設(shè)計所帶來的技術(shù)效果，此處不再贅述。