UPS模塊串聯(lián)冗余和模塊化UPS電源并聯(lián)冗余

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-08-07 13:44  瀏覽量：次

　　UPS模塊串聯(lián)冗余和模塊化UPS電源并聯(lián)冗余。串聯(lián)冗余配置亦可稱為"N+1"系統(tǒng)，不過(guò)，它與通常情況下用N+1表示的并聯(lián)冗余配置截然不同。模塊化UPS電源并聯(lián)實(shí)現(xiàn)高可靠性大容量電源被供認(rèn)為今電力電子技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。從最初的單模塊供電發(fā)展到1+1冗余，現(xiàn)在N+1方式已被廣泛認(rèn)可。

　　UPS模塊串聯(lián)冗余是什么？

　　串聯(lián)冗余配置有時(shí)也稱為“N+1”系統(tǒng)，不過(guò)，它與通常悄況下用N月表示的并聯(lián)冗余配置截然不同。串聯(lián)冗余設(shè)計(jì)概念既不需要并聯(lián)總線，也不要求模塊的容盆必須相同，甚至不耍求模塊來(lái)自同一個(gè)制造商。

　　在該配置中，正常情況下由一個(gè)主要的或主UPS模塊為負(fù)載供電。同時(shí).一個(gè)串聯(lián)的或輔助的UPS為主UPS模塊的靜態(tài)旁路供電。該配置要求主UPS模塊的靜態(tài)旁路具有單獨(dú)的輸入電路，這種方式可以在保留現(xiàn)有UPS的情況下.對(duì)之前的無(wú)冗余配置進(jìn)行擴(kuò)充，以獲得一定程度的冗余。

　　在正常運(yùn)行條件下，主UPS模塊將承擔(dān)起全部關(guān)鍵負(fù)載的供電，串聯(lián)模塊不承擔(dān)任何負(fù)載。一旦主模塊負(fù)載轉(zhuǎn)換到靜態(tài)旁路上，串聯(lián)模塊將即刻接受主模塊的全部負(fù)載.因此，必須仔細(xì)選取串聯(lián)模塊，以確保它能夠迅速承擔(dān)起負(fù)載。如果它不能完成該任務(wù)，它自身或許可以轉(zhuǎn)換到靜態(tài)旁路，但這樣一來(lái)，便使得該配置方案所提供的冗余保護(hù)消失殆盡。

　　對(duì)于這兩個(gè)模塊而言.只需將負(fù)載轉(zhuǎn)換到另一個(gè)棋塊，便可輕松提供服務(wù)。由于輸出線路仍存在單故障點(diǎn)，因此，維護(hù)旁路仍然是一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)功能。整個(gè)系統(tǒng)每年需要停機(jī)2-4小時(shí)，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)。雖然該配置方案的可靠性提高了，但往往卻被開(kāi)關(guān)裝置及相關(guān)控件的復(fù)雜性所抵銷。

　　模塊化UPS電源并聯(lián)冗余介紹

　　UPS的基本作用就是為負(fù)載提供高質(zhì)量、不間斷的電力輸出,但其本身沒(méi)有容錯(cuò)能力,一旦出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)造成很大影響,UPS可靠性提高最重要的手段之一就是做冗余備份。模塊化UPS可以實(shí)現(xiàn)“N+X”并聯(lián)冗余，模塊化UPS不間斷電源并聯(lián)冗余技術(shù)不僅可以增加供電系統(tǒng)的容量，還能更好地保證設(shè)備用電的安全穩(wěn)定，因而一些精密設(shè)備中應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視，成為大容量UPS供電系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。

　　模塊化UPS電源冗余并聯(lián)技術(shù)避免了資源浪費(fèi)。模塊化UPS通過(guò)可擴(kuò)充的模塊結(jié)構(gòu)有效解決了這一問(wèn)題，它可以幫助用戶在未來(lái)發(fā)展不明確的情況下分階段進(jìn)行建設(shè)和投資。

　　模塊化UPS不間斷電源N+X并聯(lián)冗余，冗余模塊數(shù)量可以任意設(shè)置，系統(tǒng)可用性達(dá)99.9999%，MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)長(zhǎng)達(dá)25萬(wàn)小時(shí)以上，可以方便地將故障模塊拔出進(jìn)行維修支持柜間并聯(lián)、最大并機(jī)數(shù)量4個(gè)機(jī)柜，并機(jī)時(shí)可以共用電池組。

　　UPS電源并聯(lián)冗余的發(fā)展趨勢(shì)

　　1）并聯(lián)機(jī)器數(shù)量的多元化、并聯(lián)控制方式多樣化。

　　2）小功率UPS電源中以比較低成本實(shí)現(xiàn)了較先進(jìn)的并聯(lián)策略方式目前可并聯(lián)逆變電源多為中、大型功率UPS電源，因此為實(shí)現(xiàn)其并聯(lián)運(yùn)行，控制電路成本增加一些對(duì)總成本影響不會(huì)很大。而普通小功率UPS不間斷電源的控制電路一般都較為簡(jiǎn)單，性能也不如大功率好，因此要實(shí)現(xiàn)其并聯(lián)運(yùn)行，電路的設(shè)計(jì)就是比較困難的一件事情。

　　3）采用新型的高應(yīng)用性電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)劃今后的UPS電源系統(tǒng)大多以多模塊化并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)均流控制的形式為主，并采用熱插拔維修的方式來(lái)進(jìn)步整個(gè)系統(tǒng)的工作性能。

　　4）采用高頻鏈構(gòu)造技術(shù)為完成UPS不連續(xù)電源的并聯(lián)，進(jìn)步性能和減小模塊的體積，大多采用高頻鏈構(gòu)造技術(shù)。逆變器中減少了工頻變壓器，安裝的體積和重量大為減輕，同時(shí)也節(jié)約了本錢，減少了安裝的復(fù)雜性。

　　5）采用新型的逆變電源控制技術(shù)在新型功率開(kāi)關(guān)器件技術(shù)逐步成熟以后，為了進(jìn)一步進(jìn)步逆變器的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，相應(yīng)提出了許多新的控制辦法，如在瞬時(shí)值電壓控制根底上的電流前饋控制、基于變構(gòu)造理論的滑膜控制、在三相逆變電源系統(tǒng)中采用空間矢量控制、基于微處置器的無(wú)差拍控制、滯環(huán)電流控制等。這些新型控制辦法在很大水平上進(jìn)步UPS不連續(xù)電源的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

　　6）采用全數(shù)字化控制技術(shù)為了進(jìn)步系統(tǒng)的控制性能和完成并聯(lián)控制的復(fù)雜算法，UPS不連續(xù)電源的控制最好采用全數(shù)字化控制計(jì)劃，如采用單片機(jī)或DSP來(lái)完成系統(tǒng)的檢測(cè)、運(yùn)算和控制。

　　總的來(lái)說(shuō)：UPS電源并聯(lián)與串聯(lián)都是為了提高UPS系統(tǒng)的可靠性。模塊化UPS電源具有高效率、高性能的雙轉(zhuǎn)換在線式，單相輸入、單相輸出的UPS產(chǎn)品。采用模塊化、數(shù)字化和塔式/機(jī)架式雙安裝模式設(shè)計(jì)，具有“1+1”并聯(lián)冗余的功能。