一种跨柜多通道电源的灵活并机方法与流程

1.本发明涉及电源技术领域，特别指一种跨柜多通道电源的灵活并机方法。


背景技术：

2.电源柜是用于提供电源转换以及功率输出的供电设备，例如充电桩的充电枪就需要接入电源柜的电源，进而给电动汽车进行充电。为了满足多设备的用电需求，电源柜一般设置有多个通道(电源模块)，当单个通道输出的功率不足时，需要对多个通道进行并机，以提升输出功率，满足多样化的用电需求。
3.在并机操作过程中，需要同时合并功率线和信号线(用于同步信号或者数据)，由于功率线处在电源柜的外部，可以直接进行合并操作；而信号线为了提高可靠性以及耐久性一般放在电源柜的内部，对信号线进行合并操作时，需要打开电源柜，不仅操作不便，由于电源柜内有高压模块还存在安全风险，为了保障安全性需要进行停机操作，这直接影响不需要进行并机操作的通道的工作。
4.因此，如何提供一种跨柜多通道电源的灵活并机方法，实现提升电源通道并机的便捷性以及安全性，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种跨柜多通道电源的灵活并机方法，实现提升电源通道并机的便捷性以及安全性。
6.本发明是这样实现的：一种跨柜多通道电源的灵活并机方法，包括如下步骤：
7.步骤s10、依序对各电源柜以及电源柜内的各通道进行编号；
8.步骤s20、设定一最小并机数m，基于所述最小并机数m以及电源柜的通道数n，计算柜内信号并机开关的数量a；
9.步骤s30、基于a个所述柜内信号并机开关以及两个柜间信号并机开关，将各电源柜内各通道的信号线接入到信号总线上；
10.步骤s40、将待并机通道的功率线连接在一起，上位机向对应的电源柜发送并机指令；
11.步骤s50、电源柜基于接收的所述并机指令，执行柜内并机操作或者柜间并机操作。
12.进一步地，所述步骤s20中，所述柜内信号并机开关的数量a的计算公式为：
13.a＝roundup(n/m)-1。
14.进一步地，所述步骤s30中，所述柜间信号并机开关包括一用于跨柜向前并机的sprevious以及一用于跨柜向后并机的snext。
15.进一步地，所述步骤s40中，所述并机指令为携带柜内并机参数的柜内并机指令或者携带柜间并机参数的柜间并机指令。
16.进一步地，所述柜内并机参数包括电源柜编号以及对应的并机通道编号；所述柜
间并机参数包括并机电源柜编号、并机类型以及柜内并机参数；
17.所述并机通道编号以及并机电源柜编号均为连续的编号；
18.所述并机类型的取值为0、1、2或者3，0表示不进行柜间并机，1表示跨柜向后并机，2表示跨柜向前并机，3表示跨柜双向并机。
19.进一步地，所述步骤s50中，所述电源柜基于接收的所述并机指令，执行柜内并机操作具体包括：
20.步骤s511、电源柜接收并解析所述并机指令，得到所述柜内并机参数，基于所述柜内并机参数的并机通道编号，将编号最小的通道设为主通道；
21.步骤s512、电源柜基于所述并机通道编号控制对应的柜内信号并机开关进行闭合，各通道在对应的所述柜内信号并机开关闭合后，向信号总线反馈第一就绪信号；
22.步骤s513、所述主通道基于信号总线上的第一就绪信号，判断所有待并机的通道都已经就绪后，向mcu发送启动命令；
23.步骤s514、mcu基于接收的所述启动命令控制对应的通道对外输出功率；
24.步骤s515、所述主通道不断向信号总线发送柜内并机参数，并基于最新的所述并机指令动态调整并机通道；
25.步骤s516、电源柜基于接收的结束并机指令，断开对应的所述柜内信号并机开关。
26.进一步地，所述步骤s50中，所述电源柜基于接收的所述并机指令，执行柜间并机操作具体包括：
27.步骤s521、电源柜接收并解析所述并机指令，得到所述柜间并机参数，将所述柜间并机参数中并机电源柜编号最小的电源柜设为主电源柜；
28.步骤s522、电源柜基于所述柜间并机参数中的并机类型，控制对应的所述柜间信号并机开关进行闭合，各电源柜在对应的所述柜间信号并机开关闭合后，向信号总线反馈第二就绪信号；
29.步骤s523、电源柜基于所述柜间并机参数携带的柜内并机参数，控制对应的所述柜内信号并机开关闭合，并向信号总线反馈第一就绪信号；
30.步骤s523、所述主电源柜基于信号总线上的第一就绪信号以及第二就绪信号，判断所有待并机的电源柜以及通道都已经就绪后，向信号总线发送启动命令；
31.步骤s524、各并机的电源柜监测到信号总线上的所述启动命令对外输出功率；
32.步骤s525、所述主电源柜不断向信号总线发送柜间并机参数，并基于最新的所述并机指令动态调整并机电源柜以及并机通道；
33.步骤s526、电源柜基于接收的结束并机指令，断开对应的所述柜间信号并机开关。
34.本发明的优点在于：
35.通过a个柜内信号并机开关以及两个柜间信号并机开关，将各电源柜内各通道的信号线接入到信号总线上,而各柜内信号并机开关以及柜间信号并机开关均由mcu统一控制通断，将待并机通道的功率线连接在一起之后，上位机向对应的电源柜发送携带柜内并机参数的柜内并机指令，或者携带柜间并机参数的柜间并机指令，电源柜基于接收的柜内并机指令，控制相邻的柜内信号并机开关闭合以执行柜内并机操作，基于接收的柜间并机指令，控制相邻电源柜的柜间信号并机开关闭合以执行柜间并机操作，且可选择并机电源柜内并机输出的通道，即实现通过上位机灵活控制各电源柜以及通道的并机输出，无需像
传统上打开电源柜进行操作，进而极大的提升了电源通道并机的便捷性以及安全性。
附图说明
36.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
37.图1是本发明一种跨柜多通道电源的灵活并机方法的流程图。
38.图2是本发明一种跨柜多通道电源的灵活并机方法的硬件架构图。
具体实施方式
39.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：通过a个柜内信号并机开关以及两个柜间信号并机开关，将各电源柜内各通道的信号线接入到信号总线上,上位机基于用户输入的并机指令，通过mcu控制各柜内信号并机开关以及柜间信号并机开关的通断，并在功率输出前通过信号总线判断待并机的电源柜和通道是否已经就绪，就绪后执行对应通道的功率输出，实现通过上位机远程控制各电源柜以及通道的并机输出，以提升电源通道并机的便捷性以及安全性。
40.请参照图1至图2所示，本发明一种跨柜多通道电源的灵活并机方法的较佳实施例，包括如下步骤：
41.步骤s10、依序对各电源柜以及电源柜内的各通道进行编号；各电源柜以及各通道的编号均从1开始，并以1为梯度递增；
42.步骤s20、设定一最小并机数m，基于所述最小并机数m以及电源柜的通道数n，计算柜内信号并机开关的数量a；
43.步骤s30、基于a个所述柜内信号并机开关以及两个柜间信号并机开关，将各电源柜内各通道的信号线接入到信号总线上；各电源柜上电初始化时，各所述柜内信号并机开关以及柜间信号并机开关处于断开状态，避免通道间的干扰；
44.步骤s40、将待并机通道的功率线连接在一起，上位机向对应的电源柜发送并机指令；所述并机指令为用户基于并机需求向上位机输入的；
45.步骤s50、电源柜基于接收的所述并机指令，执行柜内并机操作或者柜间并机操作。柜间并机操作的同时，可以选择电源柜内并机的通道。
46.所述步骤s20中，所述柜内信号并机开关的数量a的计算公式为：
47.a＝roundup(n/m)-1。例如最小并机数为1时，需要n-1个柜内信号并机开关。
48.所述步骤s30中，所述柜间信号并机开关包括一用于跨柜向前并机的sprevious以及一用于跨柜向后并机的snext。各所述柜内信号并机开关以及柜间信号并机开关均由mcu控制通断；所述柜内信号并机开关即图2所示的s1、s2
……
s(n-1)。
49.所述步骤s40中，所述并机指令为携带柜内并机参数的柜内并机指令或者携带柜间并机参数的柜间并机指令。
50.所述柜内并机参数包括电源柜编号以及对应的并机通道编号；所述柜间并机参数包括并机电源柜编号、并机类型以及柜内并机参数；
51.所述并机通道编号以及并机电源柜编号均为连续的编号，即只能相邻的通道进行柜内并机操作，或者相邻的电源柜进行柜间并机操作；
52.所述并机通道编号以及并机电源柜编号均采用二进制来表示，以所述并机通道编
号为例进行说明：
53.各通道分别用bit0、bit1、bit2、
……
、bit(n-1)来表示，bit0表示第一通道，以此类推；各通道的取值为0或者1，0表示不并机，1表示并机，由于只能相邻的通道进行柜内并机操作，因此只能为连续的1，例如111000
……
，表示前三个通道并机，且并机通道数要为最小并机数的整数倍，例如最小并机数为2，则存在2个连续的1，或者4个连续的1，或者6个连续的1
……
。
54.所述并机类型的取值为0、1、2或者3，0表示不进行柜间并机，1表示跨柜向后并机，2表示跨柜向前并机，3表示跨柜双向并机。
55.所述步骤s50中，所述电源柜基于接收的所述并机指令，执行柜内并机操作具体包括：
56.步骤s511、电源柜接收并解析所述并机指令，得到所述柜内并机参数，基于所述柜内并机参数的并机通道编号，将编号最小的通道设为主通道；
57.步骤s512、电源柜基于所述并机通道编号控制对应的柜内信号并机开关进行闭合，各通道在对应的所述柜内信号并机开关闭合后，向信号总线反馈第一就绪信号；
58.例如存在相邻的四个通道要并机，当最小并机数为1时，闭合s1、s2以及s3；当最小并机数为2时，闭合s1；当最小并机数为4时，不闭合任何开关；
59.步骤s513、所述主通道基于信号总线上的第一就绪信号，判断所有待并机的通道都已经就绪后，向mcu发送启动命令；当所述主通道超过预设时长未监测到所有通道的第一就绪信号，则通过mcu向上位机进行故障反馈；
60.步骤s514、mcu基于接收的所述启动命令控制对应的通道对外输出功率；
61.步骤s515、所述主通道不断向信号总线发送柜内并机参数，并基于最新的所述并机指令动态调整并机通道；
62.步骤s516、电源柜基于接收的结束并机指令，断开对应的所述柜内信号并机开关。
63.所述步骤s50中，所述电源柜基于接收的所述并机指令，执行柜间并机操作具体包括：
64.步骤s521、电源柜接收并解析所述并机指令，得到所述柜间并机参数，将所述柜间并机参数中并机电源柜编号最小的电源柜设为主电源柜；
65.步骤s522、电源柜基于所述柜间并机参数中的并机类型，控制对应的所述柜间信号并机开关进行闭合，各电源柜在对应的所述柜间信号并机开关闭合后，向信号总线反馈第二就绪信号；
66.例如存在相邻的三个电源柜，编号最小的电源柜的并机类型为2，需要闭合snext；中间的电源柜的并机类型为3，需要闭合sprevious和snext；编号最大的电源柜的并机类型为1，需要闭合sprevious；
67.步骤s523、电源柜基于所述柜间并机参数携带的柜内并机参数，控制对应的所述柜内信号并机开关闭合，并向信号总线反馈第一就绪信号；
68.步骤s523、所述主电源柜基于信号总线上的第一就绪信号以及第二就绪信号，判断所有待并机的电源柜以及通道都已经就绪后，向信号总线发送启动命令；当超过预设时长还未就绪，则向上位机进行故障反馈；
69.步骤s524、各并机的电源柜监测到信号总线上的所述启动命令对外输出功率；
70.步骤s525、所述主电源柜不断向信号总线发送柜间并机参数，并基于最新的所述并机指令动态调整并机电源柜以及并机通道；
71.步骤s526、电源柜基于接收的结束并机指令，断开对应的所述柜间信号并机开关。
72.综上所述，本发明的优点在于：
73.通过a个柜内信号并机开关以及两个柜间信号并机开关，将各电源柜内各通道的信号线接入到信号总线上,而各柜内信号并机开关以及柜间信号并机开关均由mcu统一控制通断，将待并机通道的功率线连接在一起之后，上位机向对应的电源柜发送携带柜内并机参数的柜内并机指令，或者携带柜间并机参数的柜间并机指令，电源柜基于接收的柜内并机指令，控制相邻的柜内信号并机开关闭合以执行柜内并机操作，基于接收的柜间并机指令，控制相邻电源柜的柜间信号并机开关闭合以执行柜间并机操作，且可选择并机电源柜内并机输出的通道，即实现通过上位机灵活控制各电源柜以及通道的并机输出，无需像传统上打开电源柜进行操作，进而极大的提升了电源通道并机的便捷性以及安全性。
74.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。