高頻模塊化UPS電源N+X并聯(lián)冗余技術(shù)介紹

來源：存能電氣  日期：2019-06-21 14:34  瀏覽量：次

　　高頻模塊化UPS電源N+X并聯(lián)冗余技術(shù)介紹。高頻模塊化UPS電源為冗余可升級系統(tǒng)，N+X冗余，可根據(jù)用戶需求進(jìn)行在線增容、維護(hù)；適用于中小功率的UPS產(chǎn)品，其滿足分散供電要求，安裝于標(biāo)準(zhǔn)的19英寸機(jī)柜中，也可以單獨(dú)使用。

　　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,但其本身沒有容錯(cuò)能力,一旦出現(xiàn)問題就會(huì)造成很大影響,模塊化UPS可靠性提高最重要的手段之一就是做冗余備份。傳統(tǒng)的塔式UPS冗余度需要做到100%,即"1+1"并聯(lián)模式,100%的冗余意味著多花一倍的錢,多占用一倍的空間,耗電量等運(yùn)維費(fèi)用都增加不少。

　　高頻模塊化UPS電源N+X并聯(lián)冗余技術(shù)介紹

　　高頻模塊化UPS電源產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)與N+X并聯(lián)冗余技術(shù)，產(chǎn)品容量覆蓋20kVA到160kVA之間的各個(gè)功率段；模塊內(nèi)部采用“模組化”設(shè)計(jì)，既保證了布局的緊湊又增加了整機(jī)的可靠性；模塊與機(jī)柜間采用熱插拔設(shè)計(jì)。UPS具備獨(dú)立的智能充電模塊；外接電池組的每組電池節(jié)數(shù)可從40節(jié)至32節(jié)任選。

　　模塊化UPS電源“N+X”結(jié)構(gòu)意義很大,比如一個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)房的使用年限幾十年,而UPS的使用壽命遠(yuǎn)沒有這么長,這中間甚至要更換幾次。如用以上所述的塔式機(jī)就遇到了很大困難,而用以下這種就可以輕易地更新。

　　當(dāng)前的模塊化UPS幾乎都是高頻機(jī)型結(jié)構(gòu)。所謂高頻機(jī)UPS是指整流和逆變都工作在20kHz或以上的頻率。因?yàn)槿说穆犛X范圍在16Hz～20kHz之間。低于16Hz或高于20kHz的聲音,人就聽不到了。所以真正的高頻機(jī)UPS除了風(fēng)聲外是聽不到任何噪聲的。但由于器件或技術(shù)上的一些問題,單機(jī)100kVA以上的UPS通常還做不到20kHz。

　　模塊化UPS電源冗余并聯(lián)控制的基本原理

　　信息技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，對其供電電源的質(zhì)量和可靠性要求越來越高，多模塊并聯(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。以通信二次電源的構(gòu)成方式為例，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。

　　目前逆變器的并聯(lián)控制方式有集中控制、主從控制、分散邏輯控制和無互連線獨(dú)立控制等方案。它在各臺模塊化UPS性能一致性很好的前提下，檢測本機(jī)輸出功率從一個(gè)周期到下一個(gè)周期的變化，按照一定的算法，調(diào)節(jié)本機(jī)輸出電壓相位，使各并聯(lián)單元之間的相位差調(diào)節(jié)到最小值，從而實(shí)現(xiàn)均流供電。

　　構(gòu)成并聯(lián)系統(tǒng)時(shí)不用附加額外的控制模塊，理論上可以任意數(shù)目并聯(lián)，也可單機(jī)運(yùn)行。允許熱插拔。所有的并機(jī)控制均在主控板上實(shí)現(xiàn)。UPS的其它部件幾乎沒有變動(dòng)，各單機(jī)內(nèi)部均有旁路。以雙機(jī)并聯(lián)為例，正常情況下，雙機(jī)并聯(lián)逆變輸出;其中一臺UPS關(guān)機(jī)或故障脫機(jī)時(shí)，由另一臺模塊化UPS單獨(dú)逆變供電;只有兩臺UPS都關(guān)機(jī)或故障脫機(jī)時(shí)，才轉(zhuǎn)向旁路供電。

　　模塊化UPS電源冗余并機(jī)的好處

　　1、如果設(shè)備總功耗需要200KVA的電源來供給的話，那么分成兩臺100KVA來供不但不是冗余，反而增加了電源的不安全性，以前一臺機(jī)好或壞各50%概率，現(xiàn)在兩臺機(jī)任一臺機(jī)壞都會(huì)導(dǎo)至好的一臺機(jī)超負(fù)荷當(dāng)機(jī)，并不起到保護(hù)的作用。

　　2、如果設(shè)備總功耗在100KVA以內(nèi)，那么可以做成備份電源，壞的概率就由50%變成25%了。

　　3、分開用電器來分別供電，某一壞不影響另一半，概率還是50%。

　　模塊化UPS電源冗余并機(jī)就是備份的意思，一臺機(jī)器有問題，另一臺機(jī)器頂上，是提高系統(tǒng)的可靠性的。如果你的實(shí)際負(fù)載不超過100KVA的話可以使用并聯(lián)冗余系統(tǒng)，如果你的實(shí)際負(fù)載大于100KVA的話，就不能使用該系統(tǒng)了。所以實(shí)際負(fù)載的容量不能超出兩臺并機(jī)模塊化UPS中的任何一臺。

　　總的來說：模塊化UPS電源并聯(lián)冗余方式一般由2臺或者多臺相同功率的UPS組成，負(fù)載均分，這種方式也被稱為N+1冗余方式，為負(fù)載提供的電源總?cè)萘渴菃闻_電源容量的2倍。這種工作方式與單機(jī)工作方式及并機(jī)滿載冗余方式相比更加可靠，如果其中一臺UPS出現(xiàn)故障，它即自動(dòng)退出并機(jī)隊(duì)列，剩下機(jī)器則繼續(xù)為負(fù)載供電。