UPS控制方式及其研究动态

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时间:2019-11-22

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1、UPS控制方式及其研究动态摘耍不间断电源UPS(UninterruptiblePowerSupply)是一种含有储能装置,以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。主要利用电池等储能装置在停电时给计算机/服务器、存储设备、网络设备等计算机、通信网络系统或工业控制系统、需要持续运转的工业设备等提供不间断的电力供应。随着社会经济的发展和川电设备的不断增加,各行业对UPS容量的要求越来越大。UPS具有以卜•儿项基本功能:1)电网电压正常时,市电电压通过UPS稳压后供应给负载使用,性能好的UPS本身就是良好的交流稳压器,同时改善电源质量;同时它还对机内的电池进行充电,储存后备能量。2)电

2、网电压异常吋(欠压、过压、掉电、干扰等)UPS的逆变器将电池的直流电能转换为交流电能维持対负载的供电。3)UPS在电网供电和电池供电之间自行切换,确保对负载的不间断供电。而且可以根据设备的精密程度來选择町承受的切换时间。UPS供电系统从产生至今已有40余年,40年的历程,UPS发展到今天已经不再是孤立的电源技术的发展,UPS木身不再是单独的电源系统,冃前所说的供电机房,已成为一体化网络系统,集不间断电源、机柜、电源管理、散热、电力电缆和数据布线为一体的全套电源供应与管理整体方案。这就大大便利于用八的选购、安装、维护和扩容,降低日常管理和维护的成本,并能对整个网络中的硕件设备、运行程序利数据

3、以及数据的传输途径进行全而保护,使Z成为不间断供电网络,此网络还具有可靠性高,抗干扰能力强,过载力能强,智能化监控及防雷击、防浪涌等功能。未來的发展还会采用先进的功率因素校正技术、高频脉宽调制技术、多脉冲整流技术、电磁屛蔽和滤波技术、广义的软开关技术、串并联补偿技术等来尽快尽好的实现UPS绿色化°引言随着社会经济的发展和用电设备的不断增加,各行业对UPS容量的耍求越来越大。大容量的UPS供电系统有两种构成方式:一种是采用单台大容量UPS,另一种是UPS的逆变器采用〃N+nT冗余并联结构。前者的缺点是成本高、体积重量大、运输安装困难、町靠性差,一旦出现故障将会引起供电瘫痪。后者的好处是提高了

4、供电的灵活性,可以将小功率UPS逆变模块的开关频率提高到MHz级,从而提高了单机(或逆变模块)的功率密度,使UPS的逆变模块休积重量减小,并且减小了各UPS逆变模块的功率开关器件的电流应力,提高了UPS的町靠性,同时动态响应快、便于维修等。正文A:UPS不间断电源连接控制方式"N+nT兀余并联技术是专门为了提高UPS的可靠性和热维修(也称作热插拔和热更换)而采用的一种新技术。在正常运行时UPS由〃N+nT个逆变模块并联向负载供电,每个逆变模块平均负担1/(N+m)的负载电流,当其屮某一个或k个(kWm)变模块出现故障时,就自行退出供电,而市剩下的N+(m-k)个逆变模块继续向负载捉供100

5、%的电流,从而保证了UPS系统的不间断供电。常见的UPS冗余采用“N+1”(呼1)的并联方式,或是UPS的逆变模块经系统控制柜并联后再向外供电的主从供电体系,以及将并机功能直接设计在各个UPS的逆变模块单元中的分散逻辑供电方案。不管采用那种方式,在正常工作吋每个UPS的逆变模块都要平均分配负载电流。在运行中,如果遇到其中一•台UPS的逆变模块出故障吋,并联系统自动把故障的逆变模块脱机。此时,全部负载山剩下的逆变模块按照比例平均分担。显然,采用这样的供电系统,大大增强了UPS供电系统的可靠性。UPS的〃N+1"冗余并联运行技术,是提高UPS可靠性和可用性的关键技术。UPS的并联按照其连接方式

6、一般分为集中控制、主从控制、分散逻辑控制、3C连接控制和无互连线控制方式。(1)集中控制集中控制又可以分为直接集中控制和间接集中控制。直接集中控制方式中并联单元检测市电的频率和相位,向每个UPS逆变器发出同步脉冲,无市电吋可由晶振产生同步脉冲通过各个逆变器单元的锁相环控制,來保证各单元输出电压同步。并联单元还要检测负载的总电流,然后除以并联单元数作为各个单元的电流参考,并与木单元电流比较求出偏差并控制使其最小。不过山于存在检测误差,所以实际输岀电压相位仍然可能存在误差。为了消除这一缺陷,可以采用间接集屮控制方式,这利方式是用电流误差和输出电压u计算出和△Q,其中作为相位补偿虽,ZXQ作为电

7、压幅值补偿量,可进一步提高并联运行时均流的精度。但是由于系统仍采用一个集中的控制单元,如果该控制单元出现故障时整个UPS并联系统就会瘫痪,存在单点故障,不能真正达到高可靠性和真正冗余的目的,所以目前的并联系统较少采用这种方式。(2)主从控制主从控制方式是将并联控制单元做到每个模块上,通过工作方式选择开关来选择一台UPS模块做主机,其它单元做从机。各个UPS模块单元检测网络状态信号线,并由其内部主从标志來控制开关的闭合与否

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