近年來(lái)，EPS蓄電池作為應(yīng)急電源被廣泛應(yīng)用，尤其是用作消防應(yīng)急電源提供短時(shí)間的疏散照明系統(tǒng)，而UPS不間斷電源 不間斷電源，是為用電設(shè)備提供長(zhǎng)時(shí)間的電力供電，提供持續(xù)不間斷的運(yùn)作電力。

一、EPS應(yīng)急電源：

1.1 EPS應(yīng)急電源的工作原理：

      EPS應(yīng)急電源是允許短時(shí)電源中斷的應(yīng)急電源裝置。作為消防應(yīng)急電源系統(tǒng)，當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為疏散照明和其它重要的一級(jí)供電負(fù)荷提供集中供電。在正常情況時(shí)，由交流市電經(jīng)過(guò)互投裝置給重要負(fù)載供電，當(dāng)交流市電斷電后，互投裝置將立即切換至逆變器供電，供電時(shí)間由蓄電池的容量決定，當(dāng)市電電壓恢復(fù)時(shí)，應(yīng)急電源將恢復(fù)為市電供電。

1.2 EPS應(yīng)急電源的系統(tǒng)組成：

      EPS應(yīng)急電源主要采用SPWM(交流脈帶調(diào)制)技術(shù)，系統(tǒng)主要包括整流充電器、蓄電池組、逆變器、互投裝置等部分。其中逆變器是核心，整流器的作用是將交流電變成直流電，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池及向逆變器模塊供電。逆變器的作用則是將直流電變換成交流電，供給負(fù)載設(shè)備穩(wěn)定持續(xù)的電力，互投裝置保證負(fù)載在市電及逆變器輸出間的順利切換。系統(tǒng)控制器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)可通過(guò)串行口與計(jì)算機(jī)或Modem連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)的微機(jī)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2．EPS應(yīng)急電源的應(yīng)用：

      目前，專門為消防應(yīng)急措施而設(shè)計(jì)研制的EPS消防應(yīng)急電源，具有一定的先進(jìn)性和實(shí)用性，它可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控和處理，對(duì)消防應(yīng)急照明、卷簾門、消防電梯、水泵、排煙風(fēng)機(jī)等消防設(shè)施實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。此類產(chǎn)品多為高層建筑、機(jī)場(chǎng)、電信網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、醫(yī)院、重要場(chǎng)館等工程采用。具有以下特點(diǎn)：

      (1)電網(wǎng)有電時(shí)處于靜態(tài)，無(wú)噪音，小于60 dB，不需排煙、防震處理；

      (2)自動(dòng)切換，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，電網(wǎng)與EPS電源相互切換時(shí)間為0.1s～0.25s
      (3)帶載能力強(qiáng)，EPS應(yīng)急電源適合電感性、電容性及綜合性負(fù)載的設(shè)備，如消防電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明等；

      (4)使用可*，在重要場(chǎng)合可以采用雙機(jī)熱備方式，確保事故和火災(zāi)情況下供電可*，主機(jī)壽命可達(dá)20a以上，電池5a～10a以上。

      (5)適應(yīng)惡劣環(huán)境，可放置于地下室或配電室，可以緊*應(yīng)急負(fù)載使用場(chǎng)所就地設(shè)置，減少供電線路；

      (6)對(duì)于某些功率較大的用電設(shè)施，如：消防水泵、風(fēng)機(jī)，EPS應(yīng)急電源可直接與電機(jī)相聯(lián)變頻啟動(dòng)后，再進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)；

      (7)應(yīng)急備用時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)型為60min(有延時(shí)接口)。

3．EPS應(yīng)急電源的興起及現(xiàn)狀：

EPS應(yīng)急電源已被廣泛應(yīng)用于建筑電氣領(lǐng)域和特殊應(yīng)急供電場(chǎng)合。隨著社會(huì)發(fā)展，越是信息化、現(xiàn)代化，就越依賴于電力。突然的斷電必然會(huì)給人們正常的生活秩序和學(xué)習(xí)帶來(lái)影響，尤其是對(duì)于生產(chǎn)、生活中特別重要的負(fù)荷，一旦中斷供電，將會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。然而，電力故障具有突發(fā)性，不以人們的意志為轉(zhuǎn)移，即使電網(wǎng)設(shè)施再先進(jìn)，意外的斷電也在所難免。目前，城市供電系統(tǒng)的安全對(duì)策一般是采用并網(wǎng)供電，為城市電力提供可靠的電源保護(hù)。但從企業(yè)及工業(yè)、民用建筑使用情況來(lái)看，僅僅靠公用電網(wǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須具備應(yīng)急供電系統(tǒng)（EPS），其重要性是在事故發(fā)生的情況下確保提供所需的應(yīng)急電力，以有效降低因?yàn)閿嚯姸斐傻膿p失，為人們生產(chǎn)和生活安全提供保障。因此，EPS也被稱為“城市生命線系統(tǒng)”的重要組成部分。

EPS應(yīng)急電源的分類：目前市場(chǎng)上的EPS應(yīng)急電源品牌眾多，大家在設(shè)計(jì)上所采用的控制方式和控制手段不盡相同，但針對(duì)所帶負(fù)載的種類大致可以歸納為以下三種：一是主要用于應(yīng)急照明和事故照明的單相EPS；二是用于應(yīng)急照明、事故照明之外，還有應(yīng)用于空調(diào)、電梯、卷簾門、排氣風(fēng)機(jī)、水泵等電感性負(fù)載或兼而有之的混合供電的三相系列EPS；三是直接給電動(dòng)機(jī)供電的變頻系列EPS。

二、UPS不間斷電源：

2.1 UPS不間斷電源應(yīng)用：

　　隨著中國(guó)信息化建設(shè)的成熟，信息系統(tǒng)已經(jīng)涵蓋了各種系統(tǒng)，其中包括航空、氣象、金融、通訊以及交通等重點(diǎn)行業(yè)，這些系統(tǒng)無(wú)疑是國(guó)家的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，而電力系統(tǒng)則是維持這些基礎(chǔ)設(shè)施不間斷運(yùn)行的必要保證。

　　顯然，用戶不可能左右整個(gè)電網(wǎng)的可靠性，但可以積極地做好自身小環(huán)境的電力保護(hù)，因此，用戶自我保護(hù)是當(dāng)前解決企業(yè)電力問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)之舉，而UPS不間斷電源能夠有效地解決停電事故和電力質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題，在美國(guó)、日本以及西歐等國(guó)家UPS不間斷電源已得到廣泛應(yīng)用。

　　現(xiàn)在用戶已經(jīng)認(rèn)識(shí)到UPS不間斷電源和備用發(fā)電機(jī)(油機(jī))的重要性。我國(guó)用戶多采用長(zhǎng)延時(shí)UPS不間斷電源，而國(guó)外用戶多采用“UPS不間斷電源＋油機(jī)”的方式。事實(shí)上，UPS不間斷電源不間斷拘泥原的電池與油機(jī)的初始成本相差不多，但油機(jī)后期維護(hù)成本更低一些，而UPS不間斷電源不間斷拘泥原的電池則需要定期充放電，每隔幾年需要更換，并且供電維持時(shí)間很難超過(guò)8h，而出現(xiàn)電力事故時(shí)，UPS不間斷電源的任務(wù)主要是承擔(dān)從電力中斷到柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)的供電，保證電力供應(yīng)不出現(xiàn)中斷，而此后的供電應(yīng)當(dāng)交給發(fā)電機(jī)。

　　雙路供電也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)小環(huán)境電力保護(hù)的一種有效方式，但雙路供電必須有來(lái)自不同配電站的電源供給。并且，機(jī)房的UPS不間斷電源還要有冗余的備份設(shè)備。

　　對(duì)企業(yè)小環(huán)境電源保護(hù)系統(tǒng)的配置，用戶應(yīng)考慮關(guān)鍵設(shè)備的主次之分。首先應(yīng)保護(hù)最重要的關(guān)鍵設(shè)備，然后是相對(duì)次要的負(fù)載。并根據(jù)設(shè)備的重要程度選擇適當(dāng)?shù)碾娏ΡＷo(hù)措施，避免不必要的投資，造成浪費(fèi)。

2.2 不間斷供電系統(tǒng)：

　　自從計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，對(duì)其供電系統(tǒng)的研究就成為保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要課題。計(jì)算機(jī)類(計(jì)算機(jī)及其它IT設(shè)備等)設(shè)備對(duì)供電系統(tǒng)的要求是比較苛刻的，它不僅要求供電系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源，保證供電的連續(xù)性，還要求提供相應(yīng)的環(huán)境物理?xiàng)l件和必要的系統(tǒng)安全保證措施，供電系統(tǒng)應(yīng)有很高的“可維護(hù)性”和“可管理性”，以及能夠適應(yīng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不斷發(fā)展變化的“可擴(kuò)展性”。

　　計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的供電以市電為主。影響供電質(zhì)量的客觀因素一方面是一個(gè)國(guó)家或一個(gè)地區(qū)的發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量和配電水平、供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和配電設(shè)備以及維護(hù)管理自動(dòng)化水平的落后，是供電質(zhì)量差、可靠性低的重要原因；另一方面是各種不同性質(zhì)的負(fù)載，特別是一些大容量感性、容性、沖擊性、非線性的負(fù)載，對(duì)電網(wǎng)造成污染，使電網(wǎng)電壓的幅值變化、波形畸變、頻率漂移；另外，自然或人為的原因，如地震、雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路等，都會(huì)危害電力的正常供應(yīng)，從而影響負(fù)載設(shè)備的正常運(yùn)行。

　　當(dāng)前，從全球經(jīng)濟(jì)模式及商務(wù)運(yùn)作形式一直到人們的日常生活方式都在發(fā)生著巨大的變化，其中最明顯的莫過(guò)于Internet(互聯(lián)網(wǎng))和E－Business(電子商務(wù))的迅猛發(fā)展，全球網(wǎng)絡(luò)、全球通訊、信息實(shí)時(shí)處理以及一年365天（8760h）的貿(mào)易，將逐漸變成日常生活中不可或缺的組成部分。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，所有的硬件加在一起的費(fèi)用也只是全部網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用的一小部分(約20％)，而大部分費(fèi)用用在檢查錯(cuò)誤，服務(wù)器的重新啟動(dòng)，維護(hù)和更新以及數(shù)據(jù)重建等上面。從某種意義上講，保護(hù)用戶的數(shù)據(jù)比保護(hù)用戶的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更為重要。一個(gè)大型企業(yè)，深知自己成功與否取決于計(jì)算機(jī)，即使供電系統(tǒng)出現(xiàn)很短時(shí)間的故障，就可能出現(xiàn)如下的致命后果：有損形象；丟失合同；丟失客戶；中止客戶服務(wù)；產(chǎn)品積壓；丟失運(yùn)行的數(shù)據(jù)。一個(gè)網(wǎng)站宕機(jī)，一個(gè)潛在的用戶在8s內(nèi)離開(kāi)，一個(gè)路由器宕機(jī)，局域網(wǎng)上可能有幾百個(gè)用戶無(wú)法工作；一個(gè)光纖室宕機(jī)，可能有幾千個(gè)用戶斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接。

　　供電系統(tǒng)除了要向負(fù)載提供高質(zhì)量的電源外，保證供電的連續(xù)性已經(jīng)成為重要的不可缺少的功能，不間斷供電系統(tǒng)(UPS不間斷電源)就是在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的。UPS不間斷電源供電系統(tǒng)從產(chǎn)生到現(xiàn)在已有幾十年的發(fā)展歷程，在技術(shù)不斷發(fā)展和改進(jìn)的過(guò)程中，其保護(hù)功能也在不斷地發(fā)生變化，特別是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的今天，這種變化就更明顯， 1993年以前著重追求對(duì)硬件的保護(hù)，1993年開(kāi)始，更多的用戶把電源對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)要求放在了最重要的地位。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深入和用戶需求的個(gè)性化，對(duì)UPS不間斷電源的應(yīng)用要求呈現(xiàn)高可靠性、可管理性以及經(jīng)濟(jì)性并重的趨勢(shì)，集不間斷電源、機(jī)柜、電源管理、散熱、電力電纜和數(shù)據(jù)布線為一體的全套電源供應(yīng)與管理的“整體方案”可以大大便利用戶的選購(gòu)、安裝、維護(hù)和擴(kuò)容，降低日常管理、維護(hù)的成本。這種應(yīng)用趨勢(shì)演變?yōu)閺S商之間綜合實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)，包含產(chǎn)品技術(shù)、方案提供以及現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)等多方面的因素。

　　當(dāng)前所說(shuō)供電機(jī)房已不再是傳統(tǒng)意義的UPS不間斷電源設(shè)備，而是網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施的體現(xiàn)，它是一套集成系統(tǒng)，UPS不間斷電源設(shè)備只能說(shuō)成是該系統(tǒng)的核心部件。

　　由于UPS不間斷電源保障系統(tǒng)是支持大型電腦、電子設(shè)備、電機(jī)設(shè)備系統(tǒng)的，這些系統(tǒng)要有集中測(cè)控的設(shè)備來(lái)監(jiān)控整個(gè)過(guò)程的運(yùn)行。10年前電源保障比較簡(jiǎn)單，只是單機(jī)單元進(jìn)行監(jiān)視與維護(hù)。后來(lái)隨著系統(tǒng)愈來(lái)愈大，所用的UPS不間斷電源容量也愈來(lái)愈大，并要求高可靠性。例如民航導(dǎo)航與空管站的UPS不間斷電源，要求有兩套來(lái)自不同電網(wǎng)的功率均分并機(jī)系統(tǒng)，兩臺(tái)UPS不間斷電源再并機(jī)，即用雙總線系統(tǒng)來(lái)保證高可靠性與高可用性。如一臺(tái)UPS不間斷電源出故障，可由并機(jī)的另一臺(tái)承擔(dān)。一路市電出問(wèn)題，還有另一路市電來(lái)承擔(dān)。與此同時(shí)還要求能監(jiān)控每一塊電池，對(duì)發(fā)電機(jī)組也需監(jiān)控，對(duì)電機(jī)的起動(dòng)電池也得監(jiān)控。于是電源就成了一個(gè)與負(fù)載——電腦設(shè)備、電子設(shè)備、機(jī)電設(shè)備同等重要而復(fù)雜的系統(tǒng)。當(dāng)然，技術(shù)上是可以解決的，但最終受限于成本和價(jià)格。于是電源網(wǎng)絡(luò)化與IT化結(jié)合起來(lái)，形成“電源、發(fā)電機(jī)、電池及被保護(hù)的電腦、電子、機(jī)電”網(wǎng)絡(luò)一體化的系統(tǒng)。也就是把UPS不間斷電源、電池、發(fā)電機(jī)，與被保護(hù)的電腦、電子、機(jī)電系統(tǒng)看作是一個(gè)整體。即“電源、電池、電機(jī)、電腦、電子、機(jī)電”的“六電一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”。


三、UPS不間斷電源的應(yīng)用特點(diǎn)：

1．常用型UPS不間斷電源的特點(diǎn)及功能：

UPS不間斷電源按其設(shè)計(jì)原理與工作方式可分為離線式UPS不間斷電源、在線式UPS不間斷電源、在線互動(dòng)式UPS不間斷電源三種。

　　離線式UPS不間斷電源亦稱后備式UPS不間斷電源，以小功率（5kVA以下）為主，主要對(duì)市電進(jìn)行濾波、穩(wěn)壓調(diào)整，以便向負(fù)載提供更為穩(wěn)定的電壓，同時(shí)通過(guò)充電器把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)，一旦電力中斷、電網(wǎng)電壓或電網(wǎng)頻率超出UPS不間斷電源的輸入范圍，可在極短的時(shí)間內(nèi)(幾ms)開(kāi)啟自身的儲(chǔ)備電源，向負(fù)載供電，此類UPS不間斷電源的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率高、易于維護(hù)且價(jià)格低廉，為絕大多數(shù)中小功率用戶電源保護(hù)的首選。

　　在線式UPS不間斷電源以中大功率(5kVA以上)為主，逆變器始終處于工作狀態(tài)，與用電設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，在供電狀態(tài)下的主要功能是穩(wěn)壓和防止電壓波動(dòng)和*，避免負(fù)載遭到長(zhǎng)期低品質(zhì)電力的侵害，一旦市電中斷，UPS不間斷電源中的逆變器會(huì)利用機(jī)內(nèi)蓄電池所提供的電能來(lái)維持負(fù)載的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，供電轉(zhuǎn)換時(shí)間為零，真正實(shí)現(xiàn)了不間斷供電。該類UPS不間斷電源供電質(zhì)量高，但價(jià)格昂貴。

　　在線互動(dòng)式UPS不間斷電源以網(wǎng)絡(luò)使用為主，它結(jié)合了離線式效率高和在線式供電質(zhì)量高的特點(diǎn)，與離線式UPS不間斷電源相比切換時(shí)間短。

　　一臺(tái)UPS不間斷電源應(yīng)該包括傳統(tǒng)意義上的以下環(huán)節(jié)和功能：能在各種復(fù)雜的電網(wǎng)環(huán)境下運(yùn)行；在運(yùn)行中不會(huì)對(duì)市電產(chǎn)生附加的*；輸出電性能指標(biāo)應(yīng)該是全面的、高質(zhì)量的，能滿足負(fù)載的各項(xiàng)要求；UPS不間斷電源本身應(yīng)具有很高的效率，有接近實(shí)際市電的輸出能力；是一臺(tái)智能化程度很高的設(shè)備，有高度智能化的自檢功能，自動(dòng)顯示、報(bào)警、狀態(tài)記憶功能，以及通訊功能；UPS不間斷電源不僅向由它直接供電的各種硬件設(shè)備提供全面的保護(hù)，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，還應(yīng)該向他們所運(yùn)行的軟件以及數(shù)據(jù)傳輸途徑提供安全可靠的保護(hù)，可配置相應(yīng)的電源監(jiān)控軟件，使其具有遠(yuǎn)程管理能力，使用戶可執(zhí)行UPS不間斷電源與網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)之間的監(jiān)控和數(shù)據(jù)通訊操作。

２．UPS不間斷電源與網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)密切相關(guān)：

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的UPS不間斷電源，特別是中大型UPS不間斷電源，不只是一臺(tái)停電后可以繼續(xù)向負(fù)載供電的整機(jī)產(chǎn)品，而且已成為一個(gè)小型的，或者說(shuō)局部的高度可靠、性能齊全、高度智能化的供電中心。在網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，UPS不間斷電源已經(jīng)成為一個(gè)高度智能化的設(shè)備，它對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備、運(yùn)行程序和數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的傳輸途徑進(jìn)行全面的保護(hù)，使之成為不間斷網(wǎng)絡(luò)。

３．ＵＰＳ不間斷電源它具有如下技術(shù)特性：

1．高可靠性：
　　具有能在365天(每天24h)連續(xù)提供高質(zhì)量輸出電壓的供電能力。這就意味著，在UPS不間斷電源供電系統(tǒng)的運(yùn)行中既不允許出現(xiàn)任何瞬間供電中斷或停電事故，也不允許出現(xiàn)由市電經(jīng)交流旁路直接向負(fù)載供電的局面。為此，要求UPS不間斷電源供電系統(tǒng)應(yīng)滿足如下要求：
　　1）UPS不間斷電源單機(jī)本身的故障率低，目前大型UPS不間斷電源產(chǎn)品的平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)可達(dá)（2～4）×105h；
　　2）采用具有高度容錯(cuò)功能的“N＋1”型UPS不間斷電源冗余并機(jī)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)一步提高UPS不間斷電源供電系統(tǒng)的可靠性〔“1＋1”型冗余并機(jī)系統(tǒng)的典型MTBF值可達(dá)（14～20)×105h〕；
　　3）在整套UPS不間斷電源供電系統(tǒng)中，不應(yīng)存在單點(diǎn)瓶頸性故障隱患；
　　4）允許在UPS不間斷電源逆變器連續(xù)供電的條件下，執(zhí)行不停電的維護(hù)和檢修操作；
　　5）萬(wàn)一在用戶設(shè)備端出現(xiàn)短路故障時(shí)，應(yīng)將故障的影響范圍縮小到盡可能小的范圍。

２．高抗性：

　　UPS不間斷電源供電系統(tǒng)能使互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備獲得100％的高可利用率(低誤碼率，低數(shù)據(jù)傳輸丟失率、高網(wǎng)絡(luò)接通率)，創(chuàng)造優(yōu)良的運(yùn)行環(huán)境。

　　大量的運(yùn)行實(shí)踐表明，電源*問(wèn)題是造成互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可利用率下降的重要原因之一。能否盡可能地消除電源*是確保信息網(wǎng)絡(luò)能否獲得100％的高可利用率的關(guān)鍵所在。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，電源*不僅來(lái)源于普通的市電電網(wǎng)，還來(lái)源于設(shè)計(jì)不完善的UPS不間斷電源本身及用戶的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備本身。這是因?yàn)榕渲迷贗DC(互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)和MDC(多媒體數(shù)據(jù)中心)機(jī)房?jī)?nèi)的服務(wù)器、磁盤陣列機(jī)、交換機(jī)等均內(nèi)置有開(kāi)關(guān)電源。這種整流濾波型非線性負(fù)載會(huì)向UPS不間斷電源供電系統(tǒng)反射3～23次諧波*，其可能帶來(lái)的后果之一是降低語(yǔ)音通話質(zhì)量。實(shí)踐證明，過(guò)大或過(guò)多出現(xiàn)電源*，輕者會(huì)導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率下降、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的數(shù)據(jù)丟失率增大、Modem的上網(wǎng)掉線率增大等隱形故障，從而導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備被迫進(jìn)入降額使用狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。從這個(gè)角度來(lái)看，高速信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展在給UPS不間斷電源產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大商機(jī)的同時(shí)，也對(duì)UPS不間斷電源所能提供的供電質(zhì)量提出更為嚴(yán)格的要求。

３．具有防雷擊及抗浪涌的功能：

　　雷擊、閃電及電網(wǎng)上的浪涌嚴(yán)重威脅UPS不間斷電源系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全。如無(wú)相應(yīng)的保護(hù)措施，將造成UPS不間斷電源系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件的損壞。UPS不間斷電源應(yīng)具有這方面的保護(hù)電路，其指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)家及國(guó)際安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

４．過(guò)載能力強(qiáng)：

　　由于計(jì)算機(jī)等屬于整流濾波型負(fù)載，在啟動(dòng)時(shí)往往有較大的瞬態(tài)沖擊電流，如果UPS不間斷電源的過(guò)載能力弱，有可能造成嚴(yán)重后果導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。

５．智能化監(jiān)控：

　　在UPS不間斷電源和計(jì)算機(jī)／網(wǎng)絡(luò)之間建立起雙向通信監(jiān)控管理功能。利用監(jiān)控軟件管理UPS不間斷電源的運(yùn)行、操作。當(dāng)市電中斷或UPS不間斷電源蓄電池電壓處于低限時(shí)，監(jiān)控軟件可將計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)自動(dòng)安全存盤、系統(tǒng)安全關(guān)機(jī)，然后關(guān)閉UPS不間斷電源，避免因電力突然中斷而造成操作系統(tǒng)的損壞和數(shù)據(jù)資料的損失，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性保護(hù)。

四、UPS不間斷電源的控制技術(shù)：

　　中小型UPS不間斷電源的AC／DC和DC／AC變換大多數(shù)仍采用模擬控制電路，AC／DC變換器的控制芯片大多數(shù)已集成化，使用簡(jiǎn)單，工作可靠。DC／AC變換器的控制有兩種基本方式，一種是單閉環(huán)控制，另一種是雙閉環(huán)控制。前者控制電路簡(jiǎn)單，但難于實(shí)現(xiàn)輸出端短路自動(dòng)恢復(fù)。后者控制有電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)，電壓調(diào)節(jié)器的輸出為電流調(diào)節(jié)器的給定，因此，限制電流給定幅值也就限制了逆變器的最大輸出電流。

　　當(dāng)前，數(shù)字控制已成為新型UPS不間斷電源控制技術(shù)發(fā)展的主流，數(shù)字控制器具有精度高，抗*能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS不間斷電源的檢測(cè)、故障診斷和隔離，易于實(shí)現(xiàn)遙控遙測(cè)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)UPS不間斷電源的并聯(lián)和熱插拔，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的監(jiān)控和管理。也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)的介入使UPS不間斷電源具備了智能化，可以使其運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)。

1．DSP的應(yīng)用：

　　采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的數(shù)字PWM技術(shù)，是數(shù)字控制技術(shù)的核心，用于保證UPS不間斷電源輸出電壓的質(zhì)量，即保證輸出電壓、頻率和輸出電壓波形滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。數(shù)字控制的另一個(gè)重要功能是實(shí)現(xiàn)UPS不間斷電源的初始自檢和運(yùn)行自檢，進(jìn)行故障保護(hù)和故障隔離，這是模擬控制器無(wú)法勝任的。由于數(shù)字控制器的靈活性，使UPS不間斷電源控制器的硬件電路可以標(biāo)準(zhǔn)化，從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)、使用和維修，也大大提高了工作可靠性。

２．控制電路的全微處理器化：

　　UPS不間斷電源電路是由以下幾部分組成的：主電路、驅(qū)動(dòng)電路、監(jiān)控顯示及控制保護(hù)電路和通信界面電路。其中監(jiān)控、顯示及控制保護(hù)電路和通信界面電路，可以運(yùn)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技巧簡(jiǎn)化其電路，并解決原類比電路需要調(diào)整、具有溫漂及參數(shù)調(diào)整不易的缺欠。采用的方法是：

　　1）全微處理器化利用微處理器來(lái)執(zhí)行監(jiān)控、顯示及控制保護(hù)電路和通信界面電路的功能；

　　2）半微處理器化利用類比電路處理快速反饋保護(hù)電路，而由處理器處理慢速反饋、報(bào)警、顯示及通信界面的功能。

３．蓄電池技術(shù)：

　　蓄電池是UPS不間斷電源的心臟，不管UPS不間斷電源電路多么先進(jìn)，其性能最終取決于它的電池，一旦電池失效，再好的UPS不間斷電源也無(wú)法提供不間斷供電。

　　目前，UPS不間斷電源一般都使用免維護(hù)密封鉛酸蓄電池，由于采用陰極吸收式密封技術(shù)，克服了普通蓄電池需要定期補(bǔ)水的缺點(diǎn)，具有“免維護(hù)”、使用方便、不污染環(huán)境、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。它使用高氫過(guò)電位的板柵材料，減少了電池在存放和充電過(guò)程中的氣體分解。正極表面的超細(xì)玻璃纖維膜，阻止了活性物質(zhì)脫落，提高了電池的壽命。安全閥的使用使蓄電池很少產(chǎn)生氣體，又可使已產(chǎn)生的氧氣被負(fù)極鉛所吸收，使蓄電池?zé)o水的損失，達(dá)到了密封免維護(hù)的目的。

　　一般情況下，影響電池性能的主要因素是連續(xù)充電，電池連續(xù)充電大約要減少一半的使用壽命。目前國(guó)外使用一種ABM(Advanced Battery Management)三階段電池管理方案，即充電分成三個(gè)階段：第一階段是恒流均衡充電，將電池容量充到90％；第二階段是浮充充電，將電池容量充到100％，然后停止充電；第三階段是自然放電，在這個(gè)階段里，電池利用自身的漏電流放電，一直到規(guī)定的電壓下限，再重復(fù)上述的三個(gè)階段。這種方式改變了以前那種充滿電后，仍使電池處于一天24h的浮充狀態(tài)，因此延長(zhǎng)了電池的壽命。

　　金屬化鎳氫電池具有高能量密度的優(yōu)點(diǎn)，而且又無(wú)鎳鎘電池可能造成的鎘污染，將其應(yīng)用于UPS不間斷電源可以收到小型輕量化的優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)是售價(jià)太高。美國(guó)Alupower公司研發(fā)的高功率鉛－空氣備用電源裝置(RPU)，運(yùn)行≥50h，功率從600W到6000W，電壓有DC24V和48V兩種，其能量密度是鉛酸電池的十多倍，重量只有鉛酸電池的1／10，所占空間只有鉛酸電池的1／7，有望取代鉛酸蓄電池應(yīng)用于UPS不間斷電源。

４．UPS不間斷電源的冗余技術(shù)和在線維護(hù)（熱插拔）：

　　開(kāi)關(guān)整流器的并聯(lián)和熱插拔已成為通信電源的基本運(yùn)行方式，這種運(yùn)行方式即所謂N＋1冗余供電方式，用于取代主備方式，使電源的可靠性大幅度提高。主備方式的備份電源的容量和主電源相同，因此使電源成本提高，而且在轉(zhuǎn)換時(shí)還會(huì)造成電能中斷。N＋1冗余供電方式不僅降低了電源成本，并且還保證了供電不中斷。這種冗余供電方式的實(shí)質(zhì)是通過(guò)并聯(lián)平行操作的電源模塊提供分布式電源，所有的模塊并聯(lián)運(yùn)行并平均負(fù)擔(dān)當(dāng)前的負(fù)載，電源陣列比額定容量多配置一個(gè)功率模塊，當(dāng)一個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，特設(shè)的電路將故障模塊從負(fù)載上斷開(kāi)，其它模塊將立即支持所有負(fù)載，使其連續(xù)不間斷地供電。替換模塊后UPS不間斷電源的控制電路和蓄電池均能在線運(yùn)行。這種靈活的模塊化設(shè)計(jì)，用戶可以自行堆疊電池模塊，以增加UPS不間斷電源的輸出功率，延長(zhǎng)供電時(shí)間，大大增強(qiáng)了電源的可靠性。

　　UPS不間斷電源的并聯(lián)和熱插拔技術(shù)要比開(kāi)關(guān)整流器的并聯(lián)復(fù)雜得多，這是因?yàn)榻涣麟姷淖兞勘戎绷麟姸?，有相序、頻率、相位、電壓幅值和波形等5個(gè)變量，其任意一個(gè)與市電電源不一致，都不能使UPS不間斷電源投入電網(wǎng)。在投入電網(wǎng)后還必須不斷地檢測(cè)各臺(tái)UPS不間斷電源輸出的有功功率和無(wú)功功率，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓和相位實(shí)現(xiàn)各UPS不間斷電源輸出有功功率和無(wú)功功率的平均分配。

　　由此可見(jiàn)，UPS不間斷電源的并聯(lián)工作有3個(gè)方面。一是正常工作的UPS不間斷電源自動(dòng)投入電網(wǎng)，二是并聯(lián)運(yùn)行的UPS不間斷電源之間，有功功率和無(wú)功功率的均勻分配，三是UPS不間斷電源退出并聯(lián)，特別是在不*電網(wǎng)的情況下快速切除故障UPS不間斷電源。這3個(gè)要求的實(shí)現(xiàn)，也就解決了UPS不間斷電源的熱插技術(shù)。

５．智能化UPS不間斷電源的管理系統(tǒng)：

　　所謂智能化UPS不間斷電源，是指將傳統(tǒng)UPS不間斷電源通過(guò)與計(jì)算機(jī)相連的硬件接口，結(jié)合特殊設(shè)計(jì)的軟件，以提供計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)資料的雙重保護(hù)。當(dāng)前UPS不間斷電源智能化技術(shù)有兩個(gè)方面：一是加強(qiáng)UPS不間斷電源新功能，與服務(wù)器上的軟件協(xié)同工作，使UPS不間斷電源除了完成最基本的不間斷供電功能外，還能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上事件記錄、故障告警、參數(shù)自動(dòng)測(cè)試分析和調(diào)節(jié)等；另一方面是加強(qiáng)UPS不間斷電源的節(jié)能功能。

　　智能化的UPS不間斷電源，除了完成一般UPS不間斷電源所能完成的全部工作外，還應(yīng)具備的功能是：
　　1）對(duì)運(yùn)行中的UPS不間斷電源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨時(shí)將采樣點(diǎn)的狀態(tài)信息送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，一方面獲取UPS不間斷電源工作的有關(guān)參數(shù)，另一方面監(jiān)視電路各部的工作狀態(tài)，從中分析電路各部分工作是否正常；
　　2）故障時(shí)，根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行故障診斷，指出故障部位，給出處理辦法；
　　3）完成部分處理工作，除了實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS不間斷電源工作的控制外，還能在發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)需要采取必要的應(yīng)急控制，此外通過(guò)對(duì)整流部分的控制，按照對(duì)不同蓄電池的不同要求，自動(dòng)完成對(duì)蓄電池的分階段充電；
　　4）自動(dòng)顯示所檢測(cè)的參數(shù)，在異常或發(fā)生故障時(shí)，可以自動(dòng)記錄有關(guān)異常或故障的信息；
　　5）按照技術(shù)說(shuō)明書(shū)給出的指標(biāo)，自動(dòng)定期地進(jìn)行自檢，并形成自檢記錄文件；
　　6）能夠用程序控制UPS不間斷電源的啟動(dòng)或停機(jī)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的自動(dòng)操作；
　　7）具有交換信息功能，可以隨時(shí)向計(jì)算機(jī)輸入信息或從計(jì)算機(jī)獲取信息；
　　8）通過(guò)通信接口與計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理。

　　推動(dòng)UPS不間斷電源技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿υ谟谌蛴?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展。為了使UPS不間斷電源能夠更好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求，UPS不間斷電源正在向網(wǎng)絡(luò)化管理和控制方向發(fā)展。新型的網(wǎng)絡(luò)UPS不間斷電源采用一個(gè)集成的SNMP適配器，掉電期間，即使UPS不間斷電源不能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞信息，用戶也可以依靠UPS不間斷電源通過(guò)串行端口適時(shí)關(guān)閉服務(wù)器，適配器接到UPS不間斷電源通信端口上，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可維持局部停機(jī)控制。網(wǎng)絡(luò)管理人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)管平臺(tái)，將UPS不間斷電源作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來(lái)管理，實(shí)時(shí)處理電源故障及UPS不間斷電源狀態(tài)報(bào)警。SNMP適配器和管理軟件相配合可以同時(shí)向任何管理站發(fā)出電源故障及UPS不間斷電源狀態(tài)報(bào)警。在無(wú)人值守的情況下，當(dāng)市電中斷時(shí)，軟件會(huì)發(fā)出告警信息，并開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)計(jì)數(shù)到零時(shí)或電池耗盡前，軟件即關(guān)閉應(yīng)用程序，并將現(xiàn)場(chǎng)資料存盤后關(guān)閉系統(tǒng)，向UPS不間斷電源發(fā)出關(guān)機(jī)命令，切斷UPS不間斷電源，當(dāng)市電恢復(fù)后可自動(dòng)啟動(dòng)UPS不間斷電源。

　　智能化的網(wǎng)絡(luò)UPS不間斷電源最基本功能是在長(zhǎng)時(shí)間斷電的情況下，能安全、自動(dòng)地關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)，確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全性。此外，通過(guò)遠(yuǎn)程控制裝置，用戶也可以在遠(yuǎn)方通過(guò)電話遙控UPS不間斷電源，有些UPS不間斷電源還可將UPS不間斷電源狀態(tài)或報(bào)警信息通過(guò)電子郵件、傳真機(jī)或手機(jī)等通知外出網(wǎng)絡(luò)管理人員。

６．提高UPS不間斷電源的可用性：

　　從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，對(duì)UPS不間斷電源可用性的要求越來(lái)越高。所謂UPS不間斷電源的可用性，其物理概念是，在規(guī)定的使用期間內(nèi)，UPS不間斷電源的正常運(yùn)行時(shí)間與整個(gè)時(shí)間的比例。根據(jù)這個(gè)定義要提高UPS不間斷電源的可用性有兩個(gè)辦法：一是提高UPS不間斷電源的平均無(wú)故障時(shí)間MTBF，二是降低UPS不間斷電源的平均修復(fù)時(shí)間MTTR。提高UPS不間斷電源本身MTBF的傳統(tǒng)做法是，提高功率開(kāi)關(guān)器件的規(guī)格和檔次；改進(jìn)控制技術(shù)，提高邏輯控制組件的規(guī)格和檔次；使用更先進(jìn)的主電路結(jié)構(gòu)；提高智能管理和通信功能；嚴(yán)格生產(chǎn)工藝，加強(qiáng)質(zhì)量管理(ISO9000)等。但當(dāng)MTBF提高到一定程度后其效果就不明顯了。用降低MTTR的辦法，效果是非常明顯的。降低UPS不間斷電源的MTTR的做法有如下幾種。

　　1）一般的做法是加強(qiáng)對(duì)UPS不間斷電源，特別是其中的關(guān)鍵部件的維護(hù)；充足的備件并保證其完好性；加強(qiáng)對(duì)維護(hù)人員操作技能的培訓(xùn)，特別是用戶在采購(gòu)UPS不間斷電源時(shí)就要求廠家對(duì)售后服務(wù)(包括備件提供、反應(yīng)時(shí)間和修復(fù)速度)條件做出嚴(yán)格承諾。
　　2）UPS不間斷電源的模塊化＋冗余配置，把整個(gè)UPS不間斷電源按電路功能分成幾部分，并在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)成可以插拔的模塊，例如功率模塊(包括整流器和逆變器)、電池模塊、智能管理和通信功能模塊。
　　3）UPS不間斷電源的冗余并機(jī)配置，在UPS不間斷電源中，可以把控制電路集中起來(lái)作為一個(gè)獨(dú)立的可插拔模塊，也可以把功率變換部分集中在一個(gè)結(jié)構(gòu)中，作為一個(gè)可以熱插拔的模塊。為了適應(yīng)多臺(tái)UPS不間斷電源并聯(lián)供電，也可以把每臺(tái)UPS不間斷電源看作一個(gè)模塊，在冗余熱備份配置的情況下，同樣可以做到故障后熱插拔修復(fù)，或者使每臺(tái)UPS不間斷電源都具備直接并機(jī)的功能。
　　4）用集成設(shè)計(jì)提高UPS不間斷電源的可用性，以適應(yīng)由多種設(shè)備組成供電系統(tǒng)的需要。集成化UPS不間斷電源供電系統(tǒng)的基本思想和原則是，供電設(shè)備制造和供應(yīng)的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化；系統(tǒng)中供電設(shè)備和包括負(fù)載機(jī)架結(jié)構(gòu)的一體化和連接的規(guī)范化；系統(tǒng)中各供電設(shè)備和環(huán)節(jié)（包括負(fù)載機(jī)架中的PDU）電源狀態(tài)管理的集中化；系統(tǒng)中各供電設(shè)備和環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)的模塊化和連接的熱插拔功能。

　　一個(gè)完整的供電系統(tǒng)的組成，除UPS不間斷電源設(shè)備外，還有輸入配電柜、ATS轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、變壓器、瞬態(tài)電壓浪涌抑制器、負(fù)載配電開(kāi)關(guān)柜、柴油發(fā)電機(jī)、交流穩(wěn)壓器、電池系統(tǒng)、各種開(kāi)關(guān)、斷路器、熔斷器、轉(zhuǎn)插板，上百乃至幾百個(gè)連接點(diǎn)和相應(yīng)的傳輸線。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的供電系統(tǒng)如何提高其可用性呢?僅僅解決UPS不間斷電源設(shè)備的可靠性顯然是不夠的，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的故障數(shù)據(jù)表明，直接由于UPS不間斷電源故障引起系統(tǒng)宕機(jī)的比例畢竟是較少的，由于系統(tǒng)中其他設(shè)備和環(huán)節(jié)以及人為事故造成的故障，或者由此引發(fā)的UPS不間斷電源故障占大多數(shù)。但是模塊化、冗余配置、熱插拔修復(fù)等設(shè)計(jì)原則還是適用的。當(dāng)然，系統(tǒng)中各種設(shè)備和管理的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化和集中化，減少單路徑故障點(diǎn)和大面積掉電的隱患，加快建設(shè)速度和安裝的規(guī)范化、對(duì)環(huán)境和負(fù)載變化的適應(yīng)性和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、降低維護(hù)管理的難度和減少人為事故的幾率等問(wèn)題，也是要研究和解決的重點(diǎn)。