分析了UPS并聯的基本原理與電池失效的機理,介紹了UPS并聯與電池管理技術發展過程中出現的幾種檢測與控制方案,并針對各種方案的優缺點討論了今后LIPS電源的發展趨勢。
隨著現代高科技的發展,計算機和高精度儀器設備的大量使用,用電設備對電網的要求也越來越高,高次諧波的干擾、瞬間斷電和高能浪涌都是不可接受的。因此,現代用電設備對供電可靠性和供電質量提出了越來越高的要求。同時,非線性負載設備的廣泛應用,向電網注入了大量的諧波,嚴重影響電網的質量。因此,高性能的u P S(Uninterruptible Power Supply)越來越廣泛地應用于銀行、郵電通信、航空航天、證券、軍事等重要部門。UPS的應用,不僅改善了電網質量,同時也提高了用電系統的可靠性。
自從20世紀70年代,我國引入UPS電源設備以來,UPS電源經過了許多代的發展。國內現有的UPS電源技術已達到了一個新的水平。但是,隨著用戶對UPS性能和可靠性的要求日益提高,傳統的單臺UPS已經不能滿足系統的要求。因此,下述方案成為 新型UPS電源的重要技術,它們是:①^ 1并聯冗余技術。②UPS結構的模塊化技術。③先進的電池管理技術。
UPS電源并聯技術是提高逆變電源運行的可靠性和擴大供電容量的重要技術手段。當前大容量的逆變電源的發展趨勢是采用全控高頻開關器件構成逆變電源模塊單元再通過多個模塊并聯運行擴容。研究表明:采用Jv+1冗余并聯是一種很好的解決方案。實現冗余并聯的主要優點如下:①可以方便地提高系統的容量。②可以通過并聯實現冗余,提高可靠性。③可以提高系統的可維護性。④容易實現模塊化和標準化。模塊化的結構設計是UPS并聯技術發展的必然趨勢:并聯冗余技術允許用戶分階段投資,方便實現升級擴容與在線維護。模塊化與標準化設計易于實現熱插拔,提高系統的兼容性,減少了人為故障的概率。模塊化的結構設計也有利于減少系統的使用空間,提高電源的功率密度。電池的合理使用與維護是影響UPS可靠性的又一重要因素。蓄電池在UPS系統中起著儲備電能、應付電網異常和維持系統正常運轉的關鍵作用,是保障高可靠供電的最后一道防線。因電池問題造成的事故或停機的損失往往遠比電池本身價值要高昂得多。根據美國空軍l996年對于數據中心的數據丟失事故的統計結果顯示,有27.7%的數據丟失事故是由于UPS故障所導致,其中95%的UPS故障與蓄電池有關。
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