一种高压直流供电装置

摘要

本发明提供了一种高压直流供电装置，包括高压交流输入模块、整流模块、后备电源模块、开关及储能模块、控制模块、直流配电模块和绝缘检测模块，开关及储备模块包括冗余桥接电路和储能电路，冗余桥接电路还与控制模块连接，在整流模块的供电回路出现故障时切换供电回路，由后备电源模块为负载设备供电；储能电路用于在冗余桥接电路切换供电回路的过程中供电，并在完成供电回路切换完成后继续储能。本发明可以在整流模块回路发生故障时及时切换供电回路，由后备电源模块继续供电，同时在切换供电回路的过程中，储能电路瞬间放电，弥补切换过程中不能持续供电的技术缺陷，大大提高了系统的可靠性。

权利要求

1.一种高压直流供电装置，其特征在于，包括高压交流输入模块、整流模块、后备电源模块、开关及储能模块、控制模块、直流配电模块和绝缘检测模块，高压交流输入模块通过若干输入接口模块、输入控制开关、输入交流母线与整流模块和后备电源模块连接，输入接口模块均可拆卸设置以实现高压交流输入模块的多路输入模式或单路输入模式，输入控制开关的控制端与控制模块连接，控制模块通过输入控制开关控制至少有一交流380V高压电供给整流模块或后备电源模块并根据负载设备控制调整高压交流输入模块的输入模式；整流模块将380V交流高压电转换为240V标称电压的直流电，通过开关及储备模块和直流配电模块为负载设备供电；后备电源模块的输出端与开关及储备模块的输入端连接，将380V交流高压电转换为240V标称电压的直流电并存储；开关及储备模块包括冗余桥接电路和与冗余桥接电路的输出端连接的储能电路，冗余桥接电路还与控制模块连接，在整流模块的供电回路出现故障时切换供电回路，由后备电源模块通过直流配电模块为负载设备供电；储能电路用于在整流模块供电时储能，若整流模块的供电回路出现故障，在冗余桥接电路切换供电回路的过程中通过直流配电模块为负载设备供电，并在完成供电回路切换完成后继续储能；直流配电模块直接为负载设备供电，绝缘检测模块一端与直流配电模块和负载设备的连接端连接，另一端与控制模块连接，将绝缘检测数据发送给控制模块，控制模块获取绝缘检测数据以便运维管理和监控。

2.根据权利要求1所述的一种高压直流供电装置，其特征在于，整流模块包括交流变压器和与所述交流变压器连接的并列的m个整流单元以及与整流单元连接的均流控制模块，整流单元和均流控制模块均与控制模块连接，任一整流单元分别包括整流屏、设在整流屏内的n个并联的PWM整流器、供电控制器以及设在整流屏输出端的可控开关，供电控制器分别与PWM整流器和可控开关连接，基于PID算法控制整流单元的输出功率；均流控制模块设定每个整流单元的平均电流 在平均控制过程中包含m个均流PID控制器，以平均电流作为输入参数，以每个整流单元的输出电流作为反馈参数，以x代表某一整流单元，则第x个整流单元的均流PID控制器的输出ux为ux＝k1x(iavg‑ix)+k2xSix+k3xDix，其中Six为第x个整流单元输出电流和平均电流之间误差的积分，Dix为第x个整流单元输出电流和平均电流之间误差的微分，k1x、k2x和k3x分别是均流PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数。

3.根据权利要求2所述的一种高压直流供电装置，其特征在于，整流模块的输出端连接第一直流母线，第一直流母线与冗余桥接电路的输入端连接，后备电源模块的输出端连接第二直流母线，第二直流母线与冗余桥接电路的输入端连接，冗余桥接电路的输出端连接第三直流母线，第三直流母线分别连接储能电路和直流配电模块，储能电路包括限流电阻、母线电容和电子开关，限流电阻和母线电容串联，一端连接第三直流母线，母线电容的另一端接地，限流电阻的两端并联有MOS开关管，MOS开关管的控制引脚与控制模块连接，冗余桥接电路由静态直流开关构成，若控制模块检测到第一直流母线的电压小于最小预设值，则控制静态直流开关切换供电回路，控制MOS开关管关断；若检测到第一直流母线的电压超过最大预设值，则控制MOS开关管导通。

4.根据权利要求3所述的一种高压直流供电装置，其特征在于，母线电容为超级电容。

5.根据权利要求2所述的一种高压直流供电装置，其特征在于，直流配电模块包括l个并联的直流配电单元，2≤l≤m，整流单元通过分段直流母线与直流配电单元连接，分段直流母线之间互相电气隔离，供电控制器还包括整流通信单元，相邻的整流通信单元通讯连接，整流单元的其中一整流通信单元与控制模块通讯连接，控制模块通过该整流通信单元获取其他整流通信单元的通讯、采样数据并通过该整流通信单元向其他整流通信单元传输控制信号；直流配电单元分为用于连接正极对地短路回路的负载设备和/或绝缘良好的负载设备、负极对地短路回路的负载设备和/或绝缘良好的负载设备和单独连接绝缘良好的负载设备三种，绝缘检测模块用于获取负载设备的回路绝缘情况，并发送给控制模块，若控制模块判断同一直流配电单元同时连接有正极对地短路回路的负载设备和负极对地短路回路的负载设备，则发出告警并控制该直流配电单元停止供电。

6.根据权利要求5所述的一种高压直流供电装置，其特征在于，绝缘检测模块包括与直流配电单元一一对应的绝缘检测单元，绝缘检测单元包括用于检测直流配电单元正负供电母线电压的第一绝缘检测电路、用于检测与上述直流配电单元连接的负载设备的正负极电压值的第二绝缘检测电路以及绝缘检测单元控制器，绝缘检测单元控制器分别与第一绝缘检测电路和第二绝缘检测电路连接，获取直流配电单元和负载设备的绝缘数据并汇总传输给控制模块。

7.根据权利要求1所述的一种高压直流供电装置，其特征在于，后备电源模块包括充电电路、蓄电池和电池巡检模块，充电电路的输入端与输入交流母线连接，输出端为蓄电池充电，电池巡检模块分别与蓄电池和控制模块连接，获取蓄电池的参数给控制模块。

8.根据权利要求7所述的一种高压直流供电装置，其特征在于，蓄电池包括若干电池单元，电池巡检模块包括与电池单元一一对应的若干电池巡检单元和电池巡检主机，电池巡检主机通过电池巡检单元获取电池单元的参数数据，统计汇总后发送给控制模块，电池巡检单元获取电池单元的放电电流、放电电压、内阻和温度并设为第一参数，将电池单元的自放电作为第二参数；电池巡检模块基于最小二乘法和反向传播梯度下降法训练初始FIS函数，当整流模块回路供电时，第二参数作为获取蓄电池SOC数据和训练ANFIS函数的因数，当后备电源模块回路供电时，第一参数作为获取蓄电池SOC数据和训练ANFIS函数的因数。

9.根据权利要求8所述的一种高压直流供电装置，其特征在于，电池巡检单元通过CAN总线连接，电池巡检单元将获取的电池单元的参数数据加上电池单元的唯一识别码加上自身的唯一识别码打包后传输给下一电池巡检单元直至所有的电池单元的参数数据传输给电池巡检主机，电池巡检主机对接收到的数据包进行解密和还原。

10.根据权利要求1所述的一种高压直流供电装置，其特征在于，还包括新能源供电模块，新能源供电模块通过开关接入开关及储能模块为直流配电模块供电或直接为直流配电模块供电，新能源供电模块与控制模块连接，由控制模块控制供电的启闭。

说明书

一种高压直流供电装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种高压直流供电装置。

背景技术

[0002] 随着数据通讯和互联网业务日渐壮大发展，数据机房的规模和数量越来越庞大，通讯装置对其供电电源的安全性要求也随之越来越严格，用电量也大大超出了传统业务。
现有的数据机房大多采用UPS(不间断电源)系统交流供电，随着UPS系统的大范围使用，其
在运行维护和冗余并机等方面逐渐暴露出低效率、高能耗、多故障点及并联环流等问题。

[0003] 自20世纪90年代后，美国、瑞典、日本等各国都在研究和实施HVDC供电系统，即高压直流供电系统。比如公开号为CN103701188A的中国发明专利公开了一种网络化的分布式
高压直流供电系统，包括若干交流电源及若干负载，还包括若干新型高压直流供电装置、直
流电网及管理控制单元；若干新型高压直流供电装置分别与若干交流电源和若干负载相连
接；若干新型高压直流供电装置还设置与直流电网以及管理控制单元相连接；新型高压直
流供电装置用于将交流电转化为直流电后向负载或者直流电网供电；每一个新型高压直流
供电装置，可以独立工作，仅向其所连接负载供电；每一个新型高压直流供电装置，在向其
所连接负载供电的同时，还可以通过直流电网与其他新型高压直流供电装置并网工作，向
直流电网输出直流电，或者是从直流电网输入直流电；每一个新型高压直流供电装置可以
根据管理控制单元的指令，在独立工作和并网工作两种状态之间变换。比如公开号为
CN103701111A的发明专利公开了一种分布式新型高压直流供电装置，包括交流电源，其特
征在于还包括整流器、电池、电池管理模块、监控模块，直流电网接口及负载接口，所述整流
器与所述交流电源相连接，同时设置所述整流器与所述监控模块相连接；所述监控模块还
设置与直流电网接口及负载接口相连接，并且还设置通过电池管理模块与电池相连接；所
述电池管理模块负责控制电池充放电，所述负载接口用于连接负载，所述直流电网接口用
于连接直流电网，所述整流器用于将交流电转换成直流电；所述监控模块设置对整流器、电
池管理模块进行监控和管理，并可根据预先设定的供电模式自动调整。但是上述技术方案
并不能应对交流电源发生故障的情况，大大降低了系统的可靠性。

发明内容

[0004] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高压直流供电装置，提高蓄电池的使用寿命，提高了系统的可靠性。

[0005] 为了达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

[0006] 一种高压直流供电装置，包括高压交流输入模块、整流模块、后备电源模块、开关及储能模块、控制模块、直流配电模块和绝缘检测模块，高压交流输入模块通过若干输入接
口模块、输入控制开关、输入交流母线与整流模块和后备电源模块连接，输入接口模块均可
拆卸设置以实现高压交流输入模块的多路输入模式或单路输入模式，输入控制开关的控制
端与控制模块连接，控制模块通过输入控制开关控制至少有一交流380V高压电供给整流模
块或后备电源模块并根据负载设备控制调整高压交流输入模块的输入模式；整流模块将
380V交流高压电转换为240V标称电压的直流电，通过开关及储备模块和直流配电模块为负
载设备供电；后备电源模块的输出端与开关及储备模块的输入端连接，将380V交流高压电
转换为240V标称电压的直流电并存储；开关及储备模块包括冗余桥接电路和与冗余桥接电
路的输出端连接的储能电路，冗余桥接电路还与控制模块连接，在整流模块的供电回路出
现故障时切换供电回路，由后备电源模块通过直流配电模块为负载设备供电；储能电路用
于在整流模块供电时储能，若整流模块的供电回路出现故障，在冗余桥接电路切换供电回
路的过程中通过直流配电模块为负载设备供电，并在完成供电回路切换完成后继续储能；
直流配电模块直接为负载设备供电，绝缘检测模块一端与直流配电模块和负载设备的连接
端连接，另一端与控制模块连接，将绝缘检测数据发送给控制模块，控制模块获取绝缘检测
数据以便运维管理和监控。

[0007] 优选的，整流模块包括交流变压器和与所述交流变压器连接的并列的m个整流单元以及与整流单元连接的均流控制模块，整流单元和均流控制模块均与控制模块连接，任
一整流单元分别包括整流屏、设在整流屏内的n个并联的PWM整流器、供电控制器以及设在
整流屏输出端的可控开关，供电控制器分别与PWM整流器和可控开关连接，基于PID算法控
制整流单元的输出功率；均流控制模块设定每个整流单元的平均电流
在平均控制过程中包含m个均流PID控制器，以平均电流作为输入参数，以每个整流单元的
输出电流作为反馈参数，以x代表某一整流单元，则第x个整流单元的均流PID控制器的输出
ux为ux＝k1x(iavg‑ix)+k2xSix+k3xDix，其中Six为第x个整流单元输出电流和平均电流之间误差
的积分，Dix为第x个整流单元输出电流和平均电流之间误差的微分，k1x、k2x和k3x分别是均流
PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数。

[0008] 优选的，整流模块的输出端连接第一直流母线，第一直流母线与冗余桥接电路的输入端连接，后备电源模块的输出端连接第二直流母线，第二直流母线与冗余桥接电路的
输入端连接，冗余桥接电路的输出端连接第三直流母线，第三直流母线分别连接储能电路
和直流配电模块，储能电路包括限流电阻、母线电容和电子开关，限流电阻和母线电容串
联，一端连接第三直流母线，母线电容的另一端接地，限流电阻的两端并联有MOS开关管，
MOS开关管的控制引脚与控制模块连接，冗余桥接电路由静态直流开关构成，若控制模块检
测到第一直流母线的电压小于最小预设值，则控制静态直流开关切换供电回路，控制MOS开
关管关断；若检测到第一直流母线的电压超过最大预设值，则控制MOS开关管导通。

[0009] 优选的，母线电容为超级电容。

[0010] 优选的，直流配电模块包括l个并联的直流配电单元，2≤l≤m，整流单元通过分段直流母线与直流配电单元连接，分段直流母线之间互相电气隔离，供电控制器还包括整流
通信单元，相邻的整流通信单元通讯连接，整流单元的其中一整流通信单元与控制模块通
讯连接，控制模块通过该整流通信单元获取其他整流通信单元的通讯、采样数据并通过该
整流通信单元向其他整流通信单元传输控制信号；直流配电单元分为用于连接正极对地短
路回路的负载设备和/或绝缘良好的负载设备、负极对地短路回路的负载设备和/或绝缘良
好的负载设备和单独连接绝缘良好的负载设备三种，绝缘检测模块用于获取负载设备的回
路绝缘情况，并发送给控制模块，若控制模块判断同一直流配电单元同时连接有正极对地
短路回路的负载设备和负极对地短路回路的负载设备，则发出告警并控制该直流配电单元
停止供电。

[0011] 优选的，绝缘检测模块包括与直流配电单元一一对应的绝缘检测单元，绝缘检测单元包括用于检测直流配电单元正负供电母线电压的第一绝缘检测电路、用于检测与上述
直流配电单元连接的负载设备的正负极电压值的第二绝缘检测电路以及绝缘检测单元控
制器，绝缘检测单元控制器分别与第一绝缘检测电路和第二绝缘检测电路连接，获取直流
配电单元和负载设备的绝缘数据并汇总传输给控制模块。

[0012] 优选的，后备电源模块包括充电电路、蓄电池和电池巡检模块，充电电路的输入端与输入交流母线连接，输出端为蓄电池充电，电池巡检模块分别与蓄电池和控制模块连接，
获取蓄电池的参数给控制模块。

[0013] 优选的，蓄电池包括若干电池单元，电池巡检模块包括与电池单元一一对应的若干电池巡检单元和电池巡检主机，电池巡检主机通过电池巡检单元获取电池单元的参数数
据，统计汇总后发送给控制模块，电池巡检单元获取电池单元的放电电流、放电电压、内阻
和温度并设为第一参数，将电池单元的自放电作为第二参数；电池巡检模块基于最小二乘
法和反向传播梯度下降法训练初始FIS函数，当整流模块回路供电时，第二参数作为获取蓄
电池SOC数据和训练ANFIS函数的因数，当后备电源模块回路供电时，第一参数作为获取蓄
电池SOC数据和训练ANFIS函数的因数。

[0014] 优选的，电池巡检单元通过CAN总线连接，电池巡检单元将获取的电池单元的参数数据加上电池单元的唯一识别码加上自身的唯一识别码打包后传输给下一电池巡检单元
直至所有的电池单元的参数数据传输给电池巡检主机，电池巡检主机对接收到的数据包进
行解密和还原。

[0015] 优选的，还包括新能源供电模块，新能源供电模块通过开关接入开关及储能模块为直流配电模块供电或直接为直流配电模块供电，新能源供电模块与控制模块连接，由控
制模块控制供电的启闭。

[0016] 本发明的有益效果在于：设置有后备电源模块作为系统应急备份供电电源，开关及储能模块可以在整流模块回路发生故障时及时切换供电回路，由后备电源模块继续供
电，同时在切换供电回路的过程中，储能电路瞬间放电，弥补切换过程中不能持续供电的技
术缺陷，大大提高了系统的可靠性。

附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0018] 图1是本发明实施例提供的高压直流供电装置的原理框图；

[0019] 图2是整流模块的部分电路示意图。

[0020] 图中，1‑高压交流输入模块、2‑整流模块、3‑后备电源模块、4‑开关及储能模块、5‑控制模块、6‑直流配电模块、7‑绝缘检测模块。

具体实施方式

[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的其他实施
例，都属于本发明保护的范围。

[0022] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而
不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此
不能理解为对本发明的限制。

[0023] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一
体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接
相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理
解上述术语在本发明中的具体含义。

[0024] 实施例一

[0025] 如图1所示，本发明提出了一种高压直流供电装置，包括高压交流输入模块1、整流模块2、后备电源模块3、开关及储能模块4、控制模块5、直流配电模块6和绝缘检测模块7。

[0026] 高压交流输入模块1通过若干输入接口模块、输入控制开关、输入交流母线与整流模块2和后备电源模块3连接，输入接口模块均可拆卸设置以实现高压交流输入模块1的多
路输入模式或单路输入模式，具体的，输入接口模块可为电插头，电插头连接两条供电线
路，一条供电线路连接整流模块2，另一条供电线路连接后备电源模块3，高压交流输入模块
1的多路输入模式可以提高直流配电模块6的供电功率，输入接口模块连接不同的380V高压
电母线，防止某一380V高压电母线故障或者供电插座的故障，从而可以提高系统的可靠性。
输入控制开关设置在输入接口模块输出端与整流模块2输入端之间，输入控制开关的控制
端与控制模块5连接，控制模块5通过输入控制开关控制至少有一交流380V高压电供给整流
模块2或后备电源模块3并根据负载设备控制调整高压交流输入模块1的输入模式，若负载
设备所需的功率较高，则控制模块5控制高压交流输入模块1采用多路输入模式，若负载设
备所需的功率较低，则控制模块5控制高压交流输入模块1采用单路输入模式。

[0027] 整流模块2将380V交流高压电转换为240V标称电压的直流电，通过开关及储备模块和直流配电模块6为负载设备供电；后备电源模块3的输出端与开关及储备模块的输入端
连接，将380V交流高压电转换为240V标称电压的直流电并存储；开关及储备模块包括冗余
桥接电路和与冗余桥接电路的输出端连接的储能电路，冗余桥接电路还与控制模块5连接，
在整流模块2的供电回路出现故障时切换供电回路，由后备电源模块3通过直流配电模块6
为负载设备供电；储能电路用于在整流模块2供电时储能，若整流模块2的供电回路出现故
障，在冗余桥接电路切换供电回路的过程中通过直流配电模块6为负载设备供电，并在完成
供电回路切换完成后继续储能；直流配电模块6直接为负载设备供电，绝缘检测模块7一端
与直流配电模块6和负载设备的连接端连接，另一端与控制模块5连接，将绝缘检测数据发
送给控制模块5，控制模块5获取绝缘检测数据以便运维管理和监控。本发明能为IT通信设
备、交换设备、计算机仪表控制装置和照明设备等提供不间断电力供应。

[0028] 实施例二

[0029] 如图2所示，作为本发明一个优选的实施例，整流模块2包括交流变压器和与所述交流变压器连接的并列的m个整流单元以及与整流单元连接的均流控制模块，整流单元和
均流控制模块均与控制模块5连接，任一整流单元分别包括整流屏、设在整流屏内的n个并
联的PWM整流器、供电控制器以及设在整流屏输出端的可控开关，供电控制器分别与PWM整
流器和可控开关连接，基于PID算法控制整流单元的输出功率；均流控制模块设定每个整流
单元的平均电流 在平均控制过程中包含m个均流PID控制器，m为正整
数，以平均电流作为输入参数，以每个整流单元的输出电流作为反馈参数，以x代表某一整
流单元，则第x个整流单元的均流PID控制器的输出ux为ux＝k1x(iavg‑ix)+k2xSix+k3xDix，其中
Six为第x个整流单元输出电流和平均电流之间误差的积分，Dix为第x个整流单元输出电流
和平均电流之间误差的微分，k1x、k2x和k3x分别是均流PID控制器的比例系数、积分系数和微
分系数。因此，本发明可以实现在供电过程中的精确均流控制，在突加负载、突卸负载、投入
并联、退出并联等动态过程中，能够保持直流配电模块6的输出电压稳定性，实现良好的均
流控制，最终实现本发明的可靠性。

[0030] 实施例三

[0031] 在实施例二的基础上，整流模块2的输出端连接第一直流母线，第一直流母线与冗余桥接电路的输入端连接，后备电源模块3的输出端连接第二直流母线，第二直流母线与冗
余桥接电路的输入端连接，冗余桥接电路的输出端连接第三直流母线，第三直流母线分别
连接储能电路和直流配电模块6，储能电路包括限流电阻、母线电容和电子开关，限流电阻
和母线电容串联，一端连接第三直流母线，母线电容的另一端接地，限流电阻的两端并联有
MOS开关管，MOS开关管的控制引脚与控制模块5连接，冗余桥接电路由静态直流开关构成，
若控制模块5检测到第一直流母线的电压小于最小预设值，则控制静态直流开关切换供电
回路，控制MOS开关管关断；若检测到第一直流母线的电压超过最大预设值，则控制MOS开关
管导通。本发明藉此可以减小上电和掉电时的输入冲击电流，提高系统工作可靠性。静态直
流开关可采用晶闸管SCR构成，基于直流静态开关的复杂程度远小于UPS不间断供电系统的
静态开关，同时高压直流供电系统没有系统同步的要求，可以做到非常高的低电压监测判
断和开关投切响应速度。具体的，母线电容为超级电容。

[0032] 实施例四

[0033] 在实施例二的基础上，直流配电模块6包括l个并联的直流配电单元，2≤l≤m，l为正整数，整流单元通过分段直流母线与直流配电单元连接，分段直流母线之间互相电气隔
离，供电控制器还包括整流通信单元，相邻的整流通信单元通讯连接，整流单元的其中一整
流通信单元与控制模块5通讯连接，控制模块5通过该整流通信单元获取其他整流通信单元
的通讯、采样数据并通过该整流通信单元向其他整流通信单元传输控制信号；直流配电单
元分为用于连接正极对地短路回路的负载设备和/或绝缘良好的负载设备、负极对地短路
回路的负载设备和/或绝缘良好的负载设备和单独连接绝缘良好的负载设备三种，绝缘检
测模块7用于获取负载设备的回路绝缘情况，并发送给控制模块5，若控制模块5判断同一直
流配电单元同时连接有正极对地短路回路的负载设备和负极对地短路回路的负载设备，则
发出告警并控制该直流配电单元停止供电。

[0034] 另外，将绝缘检测模块7还可融入到高压直流供电系统的内置监控模块中，即在高压直流供电系统设备的控制模块5中采用嵌入式软件配合上位管理控制系统的组合控制方
法，对高压直流供电系统进行绝缘检测，从而解决了绝缘检测布线施工复杂、可靠性较差、
故障点定位不准等使用问题。

[0035] 在上述实施例的基础上，绝缘检测模块7包括与直流配电单元一一对应的绝缘检测单元，绝缘检测单元包括用于检测直流配电单元正负供电母线电压的第一绝缘检测电
路、用于检测与上述直流配电单元连接的负载设备的正负极电压值的第二绝缘检测电路以
及绝缘检测单元控制器，绝缘检测单元控制器分别与第一绝缘检测电路和第二绝缘检测电
路连接，获取直流配电单元和负载设备的绝缘数据并汇总传输给控制模块5。第一绝缘检测
电路用于检测直流配电单元正负供电母线电压具体包括以下步骤：

[0036] 判断直流配电单元正负供电母线电压的其中一个电压是否发生变化，若是，则采用平衡电桥方法进行电阻计算，若计算得到的电阻阻值小于等于预设的绝缘阈值，则发出
绝缘告警；

[0037] 判断直流配电单元正负供电母线电压的电压是否同时发生变化，若是，则采用不平衡电桥方法进行电阻计算，若计算得到的电阻阻值小于等于预设的绝缘阈值，则发出绝
缘告警。

[0038] 实施例五

[0039] 作为本发明优选的实施例，后备电源模块3包括充电电路、蓄电池和电池巡检模块，充电电路的输入端与输入交流母线连接，输出端为蓄电池充电，当蓄电池充电完成后，
充电电路停止向蓄电池充电，充电电路可与控制模块5连接，由控制模块5控制充电电路工
作与否，电池巡检模块分别与蓄电池和控制模块5连接，获取蓄电池的参数给控制模块5。

[0040] 具体的，蓄电池包括若干电池单元，电池巡检模块包括与电池单元一一对应的若干电池巡检单元和电池巡检主机，电池巡检主机通过电池巡检单元获取电池单元的参数数
据，统计汇总后发送给控制模块5，电池巡检单元获取电池单元的放电电流、放电电压、内阻
和温度并设为第一参数，将电池单元的自放电作为第二参数；电池巡检模块基于最小二乘
法和反向传播梯度下降法训练初始FIS函数，当整流模块2回路供电时，第二参数作为获取
蓄电池SOC数据和训练ANFIS函数的因数，当后备电源模块3回路供电时，第一参数作为获取
蓄电池SOC数据和训练ANFIS函数的因数。

[0041] 当整流模块回路供电时，第二参数作为获取蓄电池SOC数据和训练ANFIS函数的因数，第一ANFIS函数表示为

[0042] [FIS,ERROR,STEPSIZE,CHKFIS,CHKERROR]＝anfis

[0043] (TRNDATA,INIIFIS,TRNOPT,CHKDATA)

[0044] 上述函数等式左边为函数的输出数据，其中FIS为函数完成训练后输出的最终模型，ERROR为每一步的训练误差的均方根矩阵；STEPSIZE为训练步长矩阵，步长的增加或者
减小在训练过程中进行调整；CHKFIS为检验数据误差达到最小值时的模糊系统，CHKERROR
为检验数据误差的均方根矩阵。

[0045] 上述函数等式右侧为输入参数及训练选项，TRNDATA表示训练数据，即电池单元的自放电和电池单元的SOC，INIIFIS为初始FIS，TRNOPT为训练次数、训练目标误差、初始步
长、步长减小率、步长增加率，CHKDATA为检验数据。

[0046] 当后备电源模块回路供电时，第一参数作为获取蓄电池SOC数据和训练ANFIS函数的因数，并且通过第一ANFIS函数输出的电池单元的SOC对其进行调整和校正，提高蓄电池
SOC预测准确度，第二ANFIS函数表示为

[0047] [FIS,ERROR,STEPSIZE,CHKFIS,CHKERROR]＝anfis(TRNDATA,INIIFIS,TRNOPT,CHKDATA)

[0048] 上述函数等式左边为函数的输出数据，其中FIS为函数完成训练后输出的最终模型，ERROR为每一步的训练误差的均方根矩阵；STEPSIZE为训练步长矩阵，步长的增加或者
减小在训练过程中进行调整；CHKFIS为检验数据误差达到最小值时的模糊系统，CHKERROR
为检验数据误差的均方根矩阵。

[0049] 上述函数等式右侧为输入参数及训练选项，TRNDATA表示训练数据，即电池单元的放电电流、放电电压、内阻和温度和电池单元的SOC，INIIFIS为初始FIS，TRNOPT为训练次
数、训练目标误差、初始步长、步长减小率、步长增加率，CHKDATA为检验数据。

[0050] 通过上述技术方案可以进一步提高本发明的系统可靠性，便于预警和运维。

[0051] 在其他实施例中，电池巡检单元可通过CAN总线连接，电池巡检单元将获取的电池单元的参数数据加上电池单元的唯一识别码加上自身的唯一识别码打包后传输给下一电
池巡检单元直至所有的电池单元的参数数据传输给电池巡检主机，电池巡检主机对接收到
的数据包进行解密和还原。

[0052] 综上所述，本发明为了提高新型高压直流供电装置的可靠性，对新型高压直流供电装置的各个组成部件进行了详细扩展和说明，随着数据中心、机房、IT通信设备、交换设
备、计算机仪表控制装置的大范围使用和对供电安全性的要求越来越高，有必要通过实施
上述至少一个实施例来提高新型高压直流供电装置的可靠性，以便保护数据中心、机房、IT
通信设备、交换设备、计算机仪表控制装置的数据安全。

[0053] 上述实施例主要以380V高压电为交流输入源进行了详细的阐述，而除了电能以外的新能源，比如太阳能和风能，其战略意义众所周知的，太阳能无处不在，取之不尽用之不
竭，清洁环保；以下实施例中的新能源供电模块具体指的是除电能以外的新能源，比如光伏
供电装置等。

[0054] 实施例六

[0055] 作为本发明的优选实施例，还包括新能源供电模块，新能源供电模块通过开关接入开关及储能模块4为直流配电模块6供电或直接为直流配电模块6供电，新能源供电模块
与控制模块5连接，由控制模块5控制供电的启闭。

[0056] 本发明的有益效果在于：设置有后备电源模块3作为系统应急备份供电电源，开关及储能模块4可以在整流模块2回路发生故障时及时切换供电回路，由后备电源模块3继续
供电，同时在切换供电回路的过程中，储能电路瞬间放电，弥补切换过程中不能持续供电的
技术缺陷，大大提高了系统的可靠性。

[0057] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性
范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求书范围来确定其技术性范围。