模塊化UPS技術兩種架構分析

在UPS供電系統(tǒng)中，可以說蓄電池是這個系統(tǒng)的支柱。沒有蓄電池的UPS只能稱做穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。UPS之所以能實現(xiàn)不間斷供電，就是因為有了蓄電池。在設計UPS時，首先應考慮選擇什么型號的蓄電池，即蓄電池的額定電壓、額定容量及應由多少節(jié)蓄電池組合等。
　　
　　（1）蓄電池的額定容量選擇
　　
　　由于蓄電池的實際可使用容量與放電電流大小、系統(tǒng)電壓、放電時間、蓄電池工作環(huán)境溫度、蓄電池儲存時間的長短、負載種類和特性等因素密切相關。蓄電池的容量一般是指在20°C，以20h放電率放電到1.75V／單體時，蓄電池輸出的功率數(shù)（W）。
　　
　　(2)蓄電池的指標選擇
　　
　　內(nèi)阻：應選擇內(nèi)阻小的蓄電池，這樣才能持續(xù)大電流放電。如果內(nèi)阻較大，在充放電過程中功耗加大，使蓄電池發(fā)燙。
　　
　　浮充電壓：在相同溫度下，浮充電壓值高意味著儲能量大，質(zhì)量差的蓄電池浮充電壓值一般較小。蓄電池浮充電壓值在不同的溫度時應進行修正。
 2. 模塊化UPS的兩種典型架構
   1)分布式架構
   分布式是早期模塊化UPS經(jīng)常使用的一種架構。此類模塊化UPS系統(tǒng)層面上等價于數(shù)臺獨立的UPS直接并聯(lián)，其功率模塊利用小型UPS改造而成，可自主獨立工作，其特點是：①除整流、逆變的控制外，均流與邏輯切換也由內(nèi)部控制單元控制；②內(nèi)置容量與功率模塊容量一致的靜態(tài)旁路，在旁路模式時，由每個模塊內(nèi)的靜態(tài)旁路共同承擔負載。
   2)分布+集中式架構

   分布+集中式結構的模塊化UPS設備所有的功率模塊內(nèi)置控制單元用于本模塊的整流器與逆變器控制，而將整個系統(tǒng)的均流及邏輯切換等功能從模塊內(nèi)部控制單元中提取出來，由一個集中的控制模塊控制。為了消除可能引入的單點故障，該控制模塊及相應通訊總線均進行1+1冗余。當一個控制單元出現(xiàn)故障時，整個UPS系統(tǒng)中功率模塊可由另一處于熱備狀態(tài)的控制單元無縫接管系統(tǒng)控制，保障系統(tǒng)不間斷運行。同時，功率模塊內(nèi)不再內(nèi)置靜態(tài)旁路，系統(tǒng)配置一個靜態(tài)旁路模塊，其容量即為系統(tǒng)容量。
   3. 分散控制與分布+集中控制邏輯模式對比
  分布式架構的模塊化UPS采用分散控制邏輯模式，系統(tǒng)中每個模塊都含有一個完整獨立的控制單元，系統(tǒng)的主控模塊會通過一定的邏輯規(guī)則從系統(tǒng)內(nèi)所有模塊中選出，其余模塊作為從控模塊聽從主控模塊調(diào)度。當UPS系統(tǒng)中的一個從控模塊出現(xiàn)故障時其余模塊仍正常工作，當主控模塊出現(xiàn)故障時可通過一定的競爭規(guī)則來使得另一個模塊作為主控模塊，保障系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。