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
　　
　　內阻：應選擇內阻小的蓄電池，這樣才能持續(xù)大電流放電。如果內阻較大，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部控制單元控制；②內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，功率模塊內不再內置靜態(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)內所有模塊中選出，其余模塊作為從控模塊聽從主控模塊調度。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。