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UPS电源并联冗余方式和串联冗余方式的选择
发布日期： 2023-04-01 浏览数：70
UPS电源的并联冗余
并联冗余是将多于两台同型号、同功率的UPS电源，通过并机柜、并机模块或并机板，把输出端并接而成。目的是为了共同分担负载功率，其基本原理是：正常情况下，两台UPS均由逆变器输出，平分负载和电流，当一台UPS故障时，由剩下的一台UPS承担全部负载。三机并联也是常用的一种方式，比如对于60kVA的负载，可以考虑三台30kVA并联，即使一台UPS出现故障，另两台UPS仍然可以承担全部负载，此为N+1并联冗余。并联冗余的本质，是不间断电源均分负载。
要实现并联冗余，必须解决以下技术问题：
1、每个UPS逆变器输出波形保持同相位、同频率；
2、每个UPS逆变器输出电压一致；
3、每个UPS电源必须均分负载；
4、UPS不间断电源故障时能快速脱机。
不间断电源并联冗余的缺点：
1、由于要求功率均分，因而调试困难。有些品牌UPS要在满负载运行时调节功率均分。另外：输入、输出线长、线径都是影响均分的因素。
2、并机柜系统如发生故障，将中断整个系统供电（瓶颈故障）。有些UPS由于采用DSP控制技术，具有高超的冗余并联运行技术。
不间断电源并联冗余的优点：
1、并机运行的UPS独立控制电压与相位，没有公共控制部分，不存在瓶颈故障。
2、并机调试非常简单，只须每台UPS不间断电源参数设置完毕，即可投入并联运行。
3、由于采用DSP控制技术，并机运行的每台UPS输出滤形，电压都非常一致，因此并机环流很小。
4、多机并联运行，SYNTHESIS系列：三台并联；EDP90系列：六台并联。
5、在并联系统中任意一台UPS故障时，DSP控制技术可以在正弦波的任意一点切换，使故障UPS快速脱机，由其它UPS继续不间断地供电。
并联冗余技术的要点说明：
1、大功率UPS相位跟踪在±3°，两台UPS并联有可能在相位上相差6°，造成电压差，sin6°=30V，因而在输出端会造成很大的环流，就有可能使逆变器因过载而烧毁。另外，UPS机内各种元件电参数的微小差异也会导致输出电压的差异，同样可以导致环流。目前，世界上并机技术较好的公司可将环流控制在2-4%。
2、不间断电源热备份（即串联冗余）
UPS热备份即UPS电源串联冗余，有主机和从机之分。其基本原理是：主机正常时100%地承担负载电流，故障时由从机提供后备电源。由于备用UPS是在主机旁路处在等待工作状态，故称为热备份。
缺点：
1、主机静态开关发生故障时，将可能中断整个系统供电，出现瓶颈故障。
2、在市电故障，市电超限时，因为UPS封锁旁路，所以主、从机无法切换，造成热备份失效。
3、备机长期处于备用状态，电池也长期处于浮充状态，影响电池寿命。
4、目前尚无一个简单的方式实现"互为热备份"。
并联冗余是将多于两台同型号、同功率的UPS电源，通过并机柜、并机模块或并机板，把输出端并接而成。目的是为了共同分担负载功率，其基本原理是：正常情况下，两台UPS均由逆变器输出，平分负载和电流，当一台UPS故障时，由剩下的一台UPS承担全部负载。三机并联也是常用的一种方式，比如对于60kVA的负载，可以考虑三台30kVA并联，即使一台UPS出现故障，另两台UPS仍然可以承担全部负载，此为N+1并联冗余。并联冗余的本质，是不间断电源均分负载。
要实现并联冗余，必须解决以下技术问题：
1、每个UPS逆变器输出波形保持同相位、同频率；
2、每个UPS逆变器输出电压一致；
3、每个UPS电源必须均分负载；
4、UPS不间断电源故障时能快速脱机。
不间断电源并联冗余的缺点：
1、由于要求功率均分，因而调试困难。有些品牌UPS要在满负载运行时调节功率均分。另外：输入、输出线长、线径都是影响均分的因素。
2、并机柜系统如发生故障，将中断整个系统供电（瓶颈故障）。有些UPS由于采用DSP控制技术，具有高超的冗余并联运行技术。
不间断电源并联冗余的优点：
1、并机运行的UPS独立控制电压与相位，没有公共控制部分，不存在瓶颈故障。
2、并机调试非常简单，只须每台UPS不间断电源参数设置完毕，即可投入并联运行。
3、由于采用DSP控制技术，并机运行的每台UPS输出滤形，电压都非常一致，因此并机环流很小。
4、多机并联运行，SYNTHESIS系列：三台并联；EDP90系列：六台并联。
5、在并联系统中任意一台UPS故障时，DSP控制技术可以在正弦波的任意一点切换，使故障UPS快速脱机，由其它UPS继续不间断地供电。
并联冗余技术的要点说明：
1、大功率UPS相位跟踪在±3°，两台UPS并联有可能在相位上相差6°，造成电压差，sin6°=30V，因而在输出端会造成很大的环流，就有可能使逆变器因过载而烧毁。另外，UPS机内各种元件电参数的微小差异也会导致输出电压的差异，同样可以导致环流。目前，世界上并机技术较好的公司可将环流控制在2-4%。
2、不间断电源热备份（即串联冗余）
UPS热备份即UPS电源串联冗余，有主机和从机之分。其基本原理是：主机正常时100%地承担负载电流，故障时由从机提供后备电源。由于备用UPS是在主机旁路处在等待工作状态，故称为热备份。
缺点：
1、主机静态开关发生故障时，将可能中断整个系统供电，出现瓶颈故障。
2、在市电故障，市电超限时，因为UPS封锁旁路，所以主、从机无法切换，造成热备份失效。
3、备机长期处于备用状态，电池也长期处于浮充状态，影响电池寿命。
4、目前尚无一个简单的方式实现"互为热备份"。