三相不间断电源的新进展.doc

1、三 相 不 间 断 电 源 的 新 进 展摘 要 ： 对 三 相 不 间 断 电 源 系 统 的 各 模 块 电 路 拓 扑 、 整 机 电 路 结 构 以 及 各 种 流行 控 制 策 略 做 了 一 个 概 括 性 评 析 ， 指 出 了 不 间 断 电 源 设 计 和 应 用 中 存 在 的 问 题 及 当 前研 究 的 新 热 点 ， 最 后 对 UPS 的 发 展 动 向 做 出 了 预 言 。关 键 字 ： 三 相 不 间 断 电 源 , 逆 变 器 并 联 , 数 字 控 制O 引 言在 今 后 相 当 长 的 一 段 时 间 内 ， 我 国 市 电 电 网 供 电 不 足 ，

2、电 压 波 动 大 ， 干 扰 严 重的 局 面 仍 将 存 在 。 而 各 行 业 、 各 领 域 的 快 速 发 展 对 供 电 质 量 提 出 了 越 来 越 高 的 要 求 ，尤 其 是 实 时 性 很 强 的 重 要 系 统 、 重 要 部 门 和 重 要 的 用 电 设 备 对 供 电 质 量 的 要 求 和 我 国的 电 网 实 际 状 况 的 矛 盾 日 益 尖 锐 。 因 此 ， 不 间 断 电 源 (UPS)作 为 一 种 稳 压 稳 频纯 净 化 的 绿 色 电 源 越 来 越 成 为 人 们 关 注 的 焦 点 。 为 了 不 断 提 高 UPS 的 性 能 ，科 研

3、人 员 对 UPS 系 统 做 了 大 量 的 研 究 ， 提 出 了 很 多 的 电 路 拓 扑 与 控 制 策 略 。1 UPS 的 电 路 拓 扑UPS 的 可 靠 运 行 离 不 开 各 模 块 的 协 调 工 作 ， 下 面 就 UPS 主 要 功 能 模 块 电 路拓 扑 进 行 简 要 分 析 。1.1 整 流 和 功 率 因 数 校 正 电 路整 流 电 路 在 应 用 中 构 成 直 流 电 源 装 置 ， 是 公 共 电 网 与 电 力 电 子 装 置 的 接 口 电 路 ，其 性 能 将 影 响 公 共 电 网 的 运 行 和 用 电 质 量 。 高 性 能 的 UPS

4、要 求 有 较 高 的 输 入 功率 因 数 ， 并 尽 量 减 少 输 入 电 流 的 谐 波 分 量 。 传 统 单 相 UPS 多 采 用 模 拟 方 法 ， 三相 UPS 多 采 用 相 控 式 整 流 电 路 和 电 压 型 单 管 整 流 电 路 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件网1.1.1 传 统 三 相 相 控 式 整 流 电 路 和 电 压 型 单 管 整 流 电 路相 控 式 整 流 电 路 采 用 半 控 式 功 率 器 件 作 为 开 关 ， 存 在 着 以 下 问 题 ：1)网 侧 谐 波 电 流 的 存 在 将 降 低 设 备 网 侧 功 率 因 数 ，

5、 增 加 无 功 功 率 ;2)相 控 整 流 换 流 方 式 ， 导 致 换 流 期 中 电 网 电 压 畸 变 ， 不 仅 使 自 身 电 路 性 能 受 到影 响 ， 而 且 对 电 网 产 生 干 扰 ， 对 同 一 接 地 点 的 网 间 其 他 设 备 带 来 不 良 影 响 ;3)相 控 整 流 环 节 是 一 个 时 滞 环 节 ， 无 法 实 现 输 出 电 压 的 快 速 调 节 。电 压 型 单 管 整 流 电 路 是 三 相 不 控 整 流 桥 加 Boost 电 路 的 简 称 ， 它 的 缺 点 是 ：电 流 峰 值 大 ， 不 仅 妨 碍 系 统 功 率 的 提

6、高 ， 也 增 加 了 导 通 损 耗 和 开 关 损 耗 ;为 了保 持 网 侧 功 率 因 数 的 提 高 ， Boost 电 路 必 须 有 一 定 的 升 压 比 ， 这 对 三 相 电 路 会 导致 直 流 输 出 电 压 过 高 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网1.1.2 电 流 型 三 相 桥 式 整 流 电 路电 流 型 三 相 桥 式 整 流 电 路 如 图 1 所 示 ， 其 优 点 是 反 馈 控 制 简 单 ， 不 需 要 在 控制 电 路 中 加 入 电 流 反 馈 ， 只 须 调 节 各 开 关 管 的 占 空 比 就 可 以 实 现 输 入 电 流

7、 正 弦 化 ;直流 侧 的 电 压 较 低 。 缺 点 是 输 入 电 流 正 弦 度 不 是 很 好 ， 在 输 入 侧 必 须 加 入 并 联 电 容 ， 实现 移 相 。 这 种 电 路 现 在 开 始 成 为 研 究 的 热 点 之 一 。 这 种 电 路 适 用 于 大 功 率 整 流 电 路 且对 功 率 因 数 要 求 不 高 的 场 合 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网1.1.3 电 压 型 三 相 桥 式 整 流 电 路电 压 型 三 相 桥 式 整 流 电 路 如 图 2 所 示 ， 其 特 点 是 采 用 高 频 PWM 整 流 技 术 ，器 件 处 于

8、 高 频 开 关 状 态 ， 由 于 器 件 的 开 通 和 关 断 状 态 可 以 控 制 ， 所 以 整 流 器 的 电 流 波形 是 可 控 制 的 。 这 种 电 路 的 优 点 是 可 以 得 到 与 输 入 电 压 同 相 位 的 输 入 电 流 ， 也 就 是 输入 功 率 因 数 为 1， 输 入 电 流 的 谐 波 含 量 可 以 接 近 为 零 ;能 量 可 以 双 向 流 动 ， 正 常时 能 量 从 交 流 侧 向 直 流 侧 流 动 ， 直 流 输 出 电 压 高 于 给 定 值 时 ， 能 量 从 直 流 侧 向 交 流 侧流 动 ， 具 有 较 高 的 转 换 效

9、 率 。 缺 点 是 属 于 Boost 型 整 流 电 路 ， 直 流 侧 电 压 要 求较 高 。 这 种 电 路 也 是 近 年 来 研 究 的 一 个 热 点 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网1.2 蓄 电 池 组 和 充 放 电 电 路蓄 电 池 组 是 UPS 的 储 能 单 元 ， 市 电 正 常 时 它 吸 收 来 自 市 电 的 能 量 并 以 化 学 能的 形 式 储 存 起 来 ， 一 旦 市 电 中 断 ， 它 把 储 存 的 化 学 能 转 换 为 电 能 向 逆 变 器 供 电 ， 维 持负 载 供 电 的 连 续 性 。 在 中 小 功 率 的 U

10、PS 系 统 中 ， 电 池 组 的 电 压 通 常 比 较 低 ， 因此 ， 通 常 使 用 能 量 能 够 双 向 流 动 的 充 放 电 电 路 4。 大 功 率 系 统 中 为 了 提 高 效 率 ，简 化 电 路 通 常 直 接 把 电 池 组 并 接 在 直 流 母 线 上 。1.3 逆 变 电 路逆 变 器 是 UPS 的 核 心 ， 它 把 直 流 电 能 转 换 成 用 户 所 需 的 稳 压 稳 频 的 交 流 电 能 。下 面 仍 以 三 相 逆 变 器 为 对 象 分 析 近 年 来 逆 变 器 的 研 究 热 点 。1.3.1 三 相 半 桥 式 逆 变 电 路在 三

11、 相 逆 变 电 路 中 以 三 相 半 桥 桥 式 电 路 应 用 最 为 普 遍 ， 这 种 电 路 的 特 点 是 采 用全 控 型 器 件 组 成 逆 变 器 ， 存 在 着 功 率 密 度 高 ， 性 能 好 ， 小 型 轻 量 化 等 优 点 。 这 种 电 路便 于 使 用 新 的 控 制 策 略 以 提 高 逆 变 器 的 质 量 。 但 是 ， 要 实 现 带 100%的 独 立 负载 是 比 较 困 难 的 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网1.3.2 H 桥 逆 变 器对 于 超 大 容 量 的 逆 变 器 ， 由 于 功 率 等 级 的 大 幅 度 提 高

12、 ， 对 逆 变 器 的 结 构 提 出 了新 的 要 求 ， H 桥 臂 逆 变 器 便 是 选 择 之 一 。 这 种 逆 变 器 输 出 变 压 器 采 用 多 绕 组 接 法 ，输 出 变 压 器 的 原 边 采 用 3 个 独 立 的 绕 组 ， 逆 变 器 输 出 采 用 3 个 独 立 的 H 桥 。这 样 控 制 方 便 ， 但 是 成 本 较 高 。1.3.3 三 相 四 桥 臂 变 换 技 术由 于 三 相 电 路 中 ， 三 桥 臂 逆 变 器 本 身 存 在 着 固 有 的 缺 陷 ， 人 们 开 始 寻 求 新 的 电路 结 构 ， 于 是 出 现 了 三 相 四 桥

13、 臂 逆 变 器 ， 如 图 3 所 示 。 这 种 电 路 结 构 输 出 为 三相 四 线 制 ， 三 相 电 压 可 以 独 立 控 制 ， 控 制 方 法 灵 活 ， 但 是 这 种 拓 扑 的 算 法 比 较 复 杂 ，PWM 矢 量 在 三 维 空 间 中 旋 转 ， 必 须 采 用 数 字 控 制 方 法 才 能 实 现 空 间 PWM 波形 的 生 成 ， 这 种 电 路 成 为 了 近 年 来 研 究 的 热 点 之 一 。1.4 三 相 UPS 整 机 电 路1.4.1 传 统 三 相 UPS 电 路 结 构传 统 的 三 相 UPS 结 构 ， 输 入 采 用 晶 闸 管

14、 整 流 ， 输 出 采 用 逆 变 器 ， 电 池 直 接 挂接 于 直 流 母 线 ， 整 流 器 同 时 作 为 充 电 器 。 输 出 采 用 变 压 器 隔 离 ， 可 以 实 现 输 入 输 出 完全 隔 离 ， 确 保 电 网 的 扰 动 不 会 对 负 载 造 成 干 扰 。 市 电 断 电 时 ， 电 池 通 过 逆 变 器 输 出 稳定 的 交 流 电 ;在 逆 变 器 出 现 故 障 时 ， 通 过 旁 路 输 出 电 压 ， 保 证 了 供 电 的 可 靠 性 。 这 种结 构 的 主 要 缺 点 是 体 积 和 重 量 都 比 较 大 。 来 源 :大 比 特 半 导

15、 体 器 件 网1.4.2 高 频 链 式 三 相 UPS为 了 降 低 成 本 ， 减 小 UPS 的 体 积 和 重 量 ， 出 现 了 高 频 链 式 三 相 UPS， 如图 4 所 示 。 这 种 电 路 省 去 了 庞 大 的 工 频 变 压 器 ， 输 入 采 用 高 频 整 流 ， 可 以 获 得 较 高的 输 入 功 率 因 数 和 较 低 的 输 入 谐 波 电 流 。 其 缺 点 是 输 入 输 出 没 有 变 压 器 隔 离 ， 电 网 的扰 动 可 能 会 给 UPS 的 输 出 造 成 扰 动 ;输 出 三 相 电 压 靠 电 池 和 电 容 中 点 形 成 中 线

16、，所 以 在 控 制 中 必 须 保 持 正 负 直 流 电 压 幅 值 的 相 等 ， 否 则 输 出 中 线 会 有 较 大 的 直 流 成 分 ，对 负 载 和 负 载 中 的 变 压 器 不 利 ;输 入 采 用 三 相 四 线 制 ， 中 线 有 电 流 流 过 ， 可 能 会 造成 中 线 电 位 偏 移 ， 对 负 载 造 成 干 扰 ;输 入 输 出 不 隔 离 ， 并 联 时 的 环 流 问 题 较 难 解 决 。1.4.3 新 的 在 线 互 动 式 UPS由 于 以 上 两 种 UPS 都 要 经 过 两 次 满 功 率 变 换 ， 因 此 系 统 的 效 率 较 低 ，

17、 从 提 高系 统 效 率 的 角 度 出 发 ， 出 现 了 一 种 串 并 联 补 偿 式 的 大 容 量 结 构 ， 是 一 种 新 的 在 线 互 动式 结 构 ， 如 图 5 所 示 。 这 种 拓 扑 输 入 输 出 同 样 没 有 变 压 器 隔 离 ， 所 以 会 有 高 频 链 式UPS 的 缺 点 。 这 种 UPS 的 输 出 频 率 必 须 保 持 与 电 网 一 致 ， 而 且 对 电 网 的 扰 动 的 抑制 能 力 不 强 ， 因 而 供 电 质 量 比 传 统 的 三 相 UPS 差 。 它 的 特 点 是 从 输 入 到 输 出 间的 能 量 不 是 经 过

18、满 功 率 的 变 换 ， 同 样 是 由 两 个 高 频 变 换 器 组 成 ， 但 是 变 换 器1 最 大 只 承 受 20%的 功 率 ， 从 成 本 上 讲 ， 这 种 结 构 的 成 本 更 低 。 在 控 制 方 法 上 ， 变换 器 1 是 一 个 电 压 补 偿 器 ， 用 于 补 偿 电 网 电 压 的 畸 变 ;变 换 器 2 是 一 个 电 流 补偿 器 ， 用 于 补 偿 负 载 的 谐 波 电 流 ， 并 且 在 市 电 断 电 时 作 为 满 功 率 电 压 型 逆 变 器 向 负 载供 电 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网1.4.4 输 入 输

19、出 隔 离 的 高 频 链 UPS由 于 传 统 工 频 UPS 的 输 入 输 出 带 有 隔 离 变 压 器 ， 输 出 有 很 好 的 隔 离 特 性 ， 高频 链 式 的 UPS 有 很 好 的 输 入 特 性 ， 因 此 ， 出 现 了 这 种 带 有 输 入 输 出 隔 离 的 高 频 链 式的 UPS 如 图 6 所 示 。 由 于 高 频 整 流 的 缺 点 ， 在 输 入 侧 必 须 接 一 个 自 耦 变 压 器 降 压 ，增 加 了 整 机 的 重 量 和 成 本 ;另 外 ， 由 于 输 入 采 用 了 高 频 变 换 器 ， 整 机 的 效 率 比 高 频链 式 和

20、传 统 式 UPS 的 效 率 都 低 。 但 是 ， 由 于 输 入 功 率 因 数 是 1， 没 有 谐 波 电 流 ，所 以 所 消 耗 的 总 电 能 低 于 传 统 三 相 UPS。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网1.4.5 输 入 输 出 并 联 的 UPS这 种 电 路 中 ， 输 入 端 由 多 个 整 流 器 并 联 而 成 ， 给 直 流 母 线 供 电 ， 同 时 直 流 母 线给 多 个 逆 变 器 提 供 直 流 电 压 ， 多 个 逆 变 器 的 输 出 端 直 接 连 接 同 时 给 负 载 供 电 。 这 种 方式 可 以 增 强 UPS 的 容

21、量 ， 增 加 系 统 的 可 靠 性 ， 成 本 下 降 ， 可 维 护 性 增 强 ， 但 是 ， 并联 模 块 越 多 ， 各 模 块 间 的 均 流 问 题 越 难 解 决 。2 不 间 断 电 源 的 控 制 技 术随 着 控 制 理 论 和 功 能 丰 富 ， 性 能 优 良 的 各 种 微 控 制 器 的 迅 猛 发 展 ， 出 现 了 多 种离 散 化 控 制 方 法 。 从 控 制 反 馈 回 路 的 数 目 可 分 为 单 环 、 双 环 、 多 环 控 制 。 在 硬 件 允 许的 条 件 下 尽 可 能 地 提 高 反 馈 回 路 数 目 ， 可 以 提 高 控 制 效

22、 果 。 从 控 制 原 理 上 看 包 括 数 字PID 控 制 、 状 态 反 馈 控 制 、 无 差 拍 控 制 、 重 复 控 制 、 滑 模 变 结 构 控 制 、 模 糊 控 制 、 神经 网 路 控 制 、 空 间 矢 量 控 制 等 方 法 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网数 字 PID 控 制 控 制 的 适 应 性 好 ， 具 有 较 强 的 鲁 棒 性 ;算 法 简 单 明 了 ， 便 于 用单 片 机 或 DSP 实 现 。 但 是 存 在 两 方 面 的 局 限 性 ： 一 方 面 是 系 统 的 采 样 量 化 误 差 降 低了 算 法 的 控 制

23、精 度 ;另 一 方 面 ， 采 样 和 计 算 延 时 使 得 被 控 系 统 成 为 一 个 具 有 纯 时 间滞 后 的 系 统 ， 造 成 PID 控 制 器 稳 定 域 减 少 ， 增 加 了 设 计 难 度 。预 测 控 制 可 以 实 现 很 小 的 输 出 电 流 畸 变 ， 抗 噪 音 能 力 强 ， 但 是 ， 这 种 算 法 要 求知 道 精 确 的 负 载 模 型 和 电 路 参 数 ， 因 此 鲁 棒 性 差 ， 而 且 由 于 数 值 计 算 造 成 的 延 时 在 实际 应 用 中 也 是 一 个 问 题 。 滞 环 控 制 具 有 快 速 的 响 应 速 度 ，

24、 较 高 的 稳 定 性 ， 但 是 滞 环 控制 的 开 关 频 率 不 固 定 ， 使 电 路 工 作 可 靠 性 下 降 ， 输 出 电 压 的 频 谱 变 差 ， 对 系 统 性 能 不利 。无 差 拍 控 制 的 基 本 思 想 是 根 据 逆 变 器 的 状 态 方 程 和 输 出 反 馈 信 号 推 算 出 下 一 个开 关 周 期 的 PWM 脉 冲 宽 度 ， 因 此 ， 从 理 论 上 可 以 使 输 出 电 压 在 相 位 和 幅 值 上 都 非常 接 近 参 考 电 压 ， 由 负 载 变 化 或 非 线 性 负 载 引 起 的 输 出 电 压 误 差 可 在 一 个

25、开 关 周 期 内得 到 校 正 。 但 是 ， 无 差 拍 控 制 是 一 种 基 于 被 控 制 对 象 精 确 数 学 模 型 的 控 制 方 法 ， 鲁 棒性 很 差 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网滑 摸 控 制 是 一 种 非 线 性 控 制 ， 这 种 控 制 的 特 点 是 控 制 的 非 连 续 性 。 这 种 控 制 既可 以 用 于 线 性 系 统 也 可 用 于 非 线 性 系 统 。 这 种 控 制 方 法 具 有 很 强 的 鲁 棒 性 。 缺 点 是 要得 到 一 个 令 人 满 意 的 滑 模 面 是 很 困 难 的 。重 复 控 制 是 一 种

26、 基 于 内 模 原 理 的 控 制 方 法 。 逆 变 器 采 用 重 复 控 制 的 目 的 是 为 了消 除 因 整 流 桥 负 载 引 起 的 输 出 电 压 波 形 周 期 性 的 畸 变 。 重 复 控 制 器 可 以 消 除 周 期 性 干扰 产 生 的 稳 态 误 差 ， 但 是 ， 由 于 重 复 控 制 延 时 一 个 工 频 周 期 的 控 制 特 点 ， 使 得 单 独 使用 重 复 控 制 的 UPS 逆 变 器 动 态 特 性 极 差 。模 糊 控 制 属 于 智 能 控 制 的 范 畴 。 模 糊 控 制 器 的 设 计 不 需 要 被 控 对 象 的 精 确 数

27、 学模 型 ， 因 此 具 有 很 强 的 鲁 棒 性 和 自 适 应 性 。 模 糊 控 制 类 似 于 传 统 的 PD 控 制 ，因 而 这 种 控 制 有 很 快 的 响 应 速 度 ， 但 是 其 静 态 特 性 不 令 人 满 意 。 神 经 元 网 络 控 制 是 模拟 人 脑 神 经 中 枢 系 统 智 能 活 动 的 一 种 控 制 方 式 。 神 经 网 络 具 有 非 线 性 映 射 能 力 、 并 行计 算 能 力 和 较 强 的 鲁 棒 性 等 优 点 ， 已 广 泛 地 应 用 于 控 制 领 域 ， 尤 其 是 非 线 性 系 统 领 域 。目 前 在 神 经 网

28、 络 结 构 的 设 计 、 学 习 算 法 等 方 面 已 取 得 了 一 定 成 果 。 但 是 ， 由 于 硬 件 系统 的 限 制 ， 目 前 神 经 网 络 控 制 还 无 法 实 现 对 逆 变 器 输 出 电 压 波 形 进 行 在 线 控 制 ， 多 数应 用 都 是 采 用 离 线 学 习 获 得 优 化 的 控 制 规 律 ， 然 后 利 用 得 到 的 规 律 实 现 在 线 控 制 。谐 波 注 入 式 PWM 技 术 ， 直 流 母 线 电 压 的 利 用 率 基 本 上 可 以 达 到 loo%。这 种 方 法 对 于 电 压 开 环 的 控 制 系 统 非 常 有

29、 效 ， 但 在 闭 环 控 制 系 统 中 由 于 谐 波 注 入 的 初始 相 位 必 须 与 基 波 保 持 一 致 ， 在 电 压 瞬 时 值 控 制 中 电 压 基 波 的 初 始 相 位 无 法 精 确 定 位而 难 以 应 用 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网空 间 矢 量 PWM 具 有 电 流 畸 变 小 、 直 流 母 线 电 压 利 用 率 高 以 及 易 于 数 字 化 实 现等 优 点 ， 因 此 近 年 来 得 到 了 较 多 的 应 用 。 这 种 控 制 方 式 也 需 要 电 路 的 精 确 模 型 。上 述 各 种 控 制 方 案 都 有 其

30、 优 势 ， 但 是 也 有 其 不 足 。 同 时 采 用 不 同 的 控 制 方 法 形成 复 合 控 制 的 控 制 方 案 在 实 践 中 得 到 了 广 泛 的 应 用 ， 取 得 了 较 好 的 效 果 。3 不 间 断 电 源 设 计 和 应 用 中 存 在 的 问 题美 国 UPS 厂 商 APC.公 司 ， 总 结 并 归 纳 了 UPS 供 电 系 统 当 前 面 临 的 、 也 是今 后 必 须 解 决 的 5 个 方 面 的 问 题 :1)生 命 成 本 周 期 问 题 ;2)不 间 断 电 源 系 统 的 可 适 应 性 及 可 扩 展 性 问 题 ;3)提 高 不

31、间 断 电 源 的 可 用 性 问 题 ;4)不 间 断 电 源 对 供 电 系 统 的 可 管 理 性 问 题 ;5)可 服 务 性 问 题 。4 不 间 断 电 源 的 最 新 发 展 动 向不 间 断 电 源 的 发 展 动 向 是 UPS 的 多 机 并 联 冗 余 化 ， 采 用 冗 余 并 机 技 术 提 高UPS 的 容 量 和 可 靠 性 ;采 用 功 能 更 丰 富 的 硬 件 设 备 实 现 全 数 字 控 制 ， 使 各 种 先 进 的复 杂 控 制 算 法 得 以 运 用 而 不 断 提 高 UPS 的 性 能 ， 即 向 数 字 化 和 高 频 化 发 展 ;UPS

32、的 进 一 步 智 能 化 和 网 络 化 ， 使 计 算 机 网 络 成 为 不 间 断 网 络 。 来 源 :大 比 特 半导 体 器 件 网4.1 UPS 的 多 机 并 联 技 术 实 现 冗 余 化UPS 的 并 联 技 术 可 以 带 来 以 下 几 个 方 面 的 好 处 ：1)可 以 灵 活 地 扩 大 电 源 系 统 的 容 量 ;2)可 以 组 成 并 联 冗 余 系 统 以 提 高 运 行 的 可 靠 性 ：3)极 高 的 系 统 可 维 修 性 ， 当 单 台 电 源 出 现 故 障 时 ， 可 以 很 方 便 地 通 过 热 插 拔 的方 式 进 行 更 换 和 维

33、修 。采 用 并 联 技 术 可 以 形 成 具 有 容 错 功 能 的 冗 余 式 供 电 系 统 ， 从 目 前 掌 握 的 资 料 来看 ， 主 要 有 以 下 几 种 冗 余 配 置 方 案 ： 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网1)集 中 式 并 联 控 制 ;2)主 从 式 并 联 控 制 ;3)分 散 式 并 联 控 制 ;4)环 链 式 并 联 控 制 ;5)无 线 式 并 联 控 制 。这 几 种 并 联 方 式 ， 从 可 靠 性 的 角 度 看 ， 集 中 式 最 差 ， 无 线 式 控 制 最 好 ， 也 成 为近 年 来 的 研 究 热 点 。4.2 UPS

34、 的 数 字 化 、 高 频 化最 初 的 UPS 采 用 模 拟 控 制 方 法 有 很 多 局 限 性 。 随 着 数 字 处 理 器 计 算 速 度 的 不 断提 高 ， 使 得 各 种 先 进 的 数 字 控 制 方 法 得 以 实 现 ， 使 UPS 的 设 计 具 有 很 大 的 灵 活性 ， 设 计 周 期 缩 短 ， 性 能 大 为 提 高 。 UPS 高 频 化 ， 有 效 地 减 小 了 装 置 的 体 积 和 重量 ， 并 可 消 除 变 压 器 和 电 感 的 音 频 噪 音 ， 同 时 改 善 了 输 出 电 压 的 动 态 响 应 能 力 。 数 字化 控 制 方

35、法 成 了 当 今 交 流 电 源 领 域 的 一 个 研 究 热 点 ， 一 种 必 然 的 发 展 趋 势 是 各 种 方 法相 互 渗 透 ， 互 相 结 合 形 成 复 合 控 制 方 案 。 数 字 化 复 合 控 制 是 UPS 控 制 的 一 个发 展 方 向 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网4.3 UPS 的 智 能 化 、 网 络 化为 了 适 应 计 算 机 网 络 的 发 展 ， UPS 中 已 经 开 始 配 置 RS232 接 口 、 RS485接 口 、 USB 接 口 、 SNMP 卡 和 MODEM 结 合 ， 成 为 计 算 机 网 络 的 一

36、 部 分 ， 具 有 以下 优 异 的 智 能 化 、 网 络 化 特 性 。1)实 时 监 控 功 能 它 对 UPS 各 模 拟 参 量 和 表 示 工 作 状 态 的 开 关 量 进 行 实 时 高 速采 样 ， 实 现 数 字 式 监 控 。2)自 诊 断 、 自 保 护 功 能 UPS 将 实 时 采 集 来 的 各 项 模 拟 参 量 和 工 作 状 态 数 据 以及 系 统 中 的 关 键 硬 件 设 备 的 数 据 与 正 常 值 进 行 分 析 比 较 ， 以 判 断 UPS 是 否 有故 障 隐 患 存 在 。 如 果 有 故 障 ， 根 据 相 应 的 故 障 信 息 级

37、 别 在 控 制 面 板 的 显 示 屏 上 以 友 好的 图 形 界 面 、 文 字 提 示 方 式 报 警 ， 或 者 在 现 场 和 控 制 室 以 指 示 灯 灯 光 、 报 警 器 呜 叫 方式 报 警 、 也 可 以 用 自 动 拨 通 电 话 等 方 式 报 警 ， 并 做 出 相 应 的 保 护 动 作 。3)人 机 对 话 的 控 制 方 式 大 型 UPS 可 向 用 户 提 供 监 控 器 液 晶 显 示 屏 ， 以 图 形和 文 字 方 式 显 示 工 作 流 程 和 参 数 信 息 。 可 以 提 供 让 用 户 操 作 的 可 视 化 菜 单 。 并 以 帮 助和

38、不 断 提 示 的 方 式 引 导 用 户 按 照 既 定 方 式 处 理 故 障 ， 有 效 防 止 误 操 作 。 来 源 :大 比 特 半 导 体 器 件 网4)远 程 控 制 功 能 在 网 络 化 时 代 ， UPS 不 仅 应 能 向 由 它 直 接 供 电 的 硬 件 设 备 提供 保 护 ， 还 应 该 对 整 个 网 络 中 的 运 行 程 序 和 数 据 以 及 数 据 的 传 输 途 径 进 行 全 面 地 保 护 ，使 之 成 为 不 间 断 网 络 。 这 就 意 味 着 UPS 应 配 置 相 应 的 电 源 监 控 软 件 、SNMP(简 单 网 络 管 理 协

39、议 )管 理 器 ， 使 其 具 有 远 程 管 理 能 力 ， 用 户 可 执 行 UPS与 网 络 平 台 之 间 的 远 程 监 控 和 数 据 的 网 络 通 信 操 作 ， 使 UPS 成 为 网 络 系 统 中的 重 要 组 成 部 分 。 这 样 ， 由 网 管 员 通 过 网 管 软 件 监 控 多 台 UPS， 而 且 被 管 理 的UPS 可 以 在 同 一 个 LAN 也 可 以 在 不 同 的 LAN， 甚 至 可 以 通 过 互 联 网 ， 纳 入 网 络管 理 系 统 来 管 理 UPS。由 于 未 来 网 络 的 广 泛 化 和 全 球 化 ， 必 然 带 来 网 络 的 复 杂 化 ， 多 种 形 式 的 网 络 系统 连 接 在 一 起 。 作 为 网 络 系 统 的 一 部 分 ， 要 求 UPS 能 够 实 现 在 各 种 网 络 平 台 上的 监 控 ， 而 且 随 着 Internet、 Intranet 和 电 子 商 务 的 超 高 速 发 展 ， 用 户 对 网 络 的 可用 性 要 求 会 越 来 越 高 ， 使 UPS 从 对 网 络 关 键 设 备 的 保 护 延 伸 至 对 整 个 网 络 路 径 的保 护 。