UPS冗餘供電分析

通過冗餘方式增加UPS供電可靠性
　　計算機在通信係統中的廣泛應用，對供電質量提出了越來越高的要求，由此在通信機房中安裝UPS(不間斷電源)供電係統變得越來越普遍。一個設計良好的UPS供電係統能給負載提供優質電源，然而在實際應用中，許多問題又往往是UPS供電係統本身引起的。因此，如何建立～個合理的、安全的UPS供電係統成為大家關注的問題。
　　為了提高UPS供電的可靠性，可采用多種UPS冗餘連接方式，各種方式都有優缺點，考慮方案時要根據實際負載情況，選擇合適的模式。
　　當前冗餘連接方式大致有以下三種：
　　(1)雙機主從式熱備份。將作為從機的UPS1輸出接到另一台作為主機的UPS2的旁路輸入，正常運行時由UPS2供電，UPS1處於備份。當UPS2故障時，負載切換至UPS2旁路，由UPS1承擔負載供給任務。此係統結構及控製簡單，但存在以下缺點：主機長時間工作，而從機處於長期待機狀態，兩機的元件老化程度不均勻;在從機供電的狀態下，主機靜態旁路故障時將導致係統供電失敗;係統負載不能超過單機容量且以後無法擴容。
　　(2)功率均分並聯備份。該係統將兩台或多台UPS逆變單元並聯運行，正常時兩台(或多台)逆變器同時向負載均分供電，當其中一台故障時，該UPS從係統中脫離，用戶所需負載電流，由剩餘逆變器按新的份額重新供電。此種方式目前有兩種結構，一種是UPS通過外加並機櫃方式並聯，並機櫃提供同步及多機均流控製，同時提供並聯係統的總靜態旁路;另一種是在每台UPS內安裝一套邏輯控製板，控製各台機器的同步及均流輸出。此方案的優點是易於擴容(采用並機櫃方式時應將並機櫃按終期考慮)，通過冗餘備份提高供電可靠性，但也存在缺點：(a)采用並機櫃方式的，並機櫃成為係統的公共瓶頸點，一旦它內部失控或故障，會導致整個係統供電失敗。(b)由於各台UPS輸出量參數難以保持完全一致，導致各UPS在向負載供電同時，還在UPS內部的逆變器間形成環流，當環流過大，將直接危及逆變器安全。此外，如果各UPS向負載供電的電流差異過大，將使逆變器的功率放大元件老化速度失衡，也會引發故障，一般來說，供電係統中並機數量越多，UPS電源係統發生故障的概率也越大。
　　(3)並聯熱備份。該係統將兩台UPS的電池組輸入，整流器輸出及逆變器輸出並聯，並共用旁路，正常時兩台整流器同時向兩逆變器供電，並向兩組電池充電，通過逆變器輸出靜態開關選擇其中一台逆變器向負載供電，兩台整流器和逆變器分別互為備用，隻有當兩台逆變器同時故障時，係統將負載切至共同靜態旁路，由市電繼續向負載供電。該方案沒有瓶頸故障點，任何一台UPS局部或整體故障，係統仍能繼續向負載供電，由於真正輸出隻有一台逆變器，故也不存在逆變器間的環流，但由於此模式類似單機運行模式，帶載能力相對差且不易擴容。
　　　一個UPS供電方案的好壞，直接決定了通信機房內重要負載是否能正常運行。在設計通信機房UPS供電係統時，我們既要節省投資，又要考慮係統的可靠性、靈活性，為通信設備及計算機負載提供有效的保障。