华馗电力高级机电工程浅谈：UPS不间断电源并联冗余供电方式

UPS不间断电源并联连接的目的是提高了UPS不间断电源供电系统的可靠性，增加了UPS不间断电源的容量；而并联连接要解决的关键问题是处于并机状态的各台UPS不间断电源的逆变器。当并联UPS不间断电源系统中任何一台的逆变器出现故障时，均不能将本身的负载单独转到旁路上，而是将负载分配到与其并联的其它UPS不间断电源上去；只有并联系统所有的UPS不间断电源逆变器都停止工作时，才集体转到旁路上。

下面，上海华馗电力高级机电工程师将针对“UPS不间断电源并联冗余供电方式”进行详细说明。

一、UPS不间断电源并联冗余供电系统具备的功能

1、锁相同步调节功能

为确保UPS不间断电源安全、可靠地执行市电交流旁路供电与逆变器供电的切换操作，要求UPS不间断电源的逆变器电源的输出频率和相位必须尽可能的与交流旁路的市电电源保持一致，即二者处于严格的锁相同步跟踪状态；

2、均流功能

为充分发挥系统容量、提高可靠性，因此必须对每台UPS不间断电源逆变器的输出电压进行动态微调，使每台UPS不间断电源各分担负载总电流的平均值；均流不平衡度过大，不仅会导致UPS不间断电源故障率增大，带载能力下降，严重时还会造成并机系统只能运行在单机状态。

3、选择性脱机“跳闸”功能

在UPS不间断电源并机系统的运行中，若某台UPS不间断电源的逆变器出现故障，并机逻辑控制电路必须在准确地识别出哪台单机出现故障的同时，对并机系统执行如下操作：

（1）自动关闭有故障的单台UPS不间断电源逆变器；

（2）通过关断逆变器的输出静态开关或输出断路器，将故障单机从并机系统脱离；

（3）禁止故障单机执行交流旁路静态开关导通的调控操作；

（4）发出“选择性脱机”报警信号

二、UPS不间断电源并机方案

1、“1+1”型直接并机方案

（1）利用分别位于两台UPS不间断电源的“1+1”并机板之间的频率和相位比较调控母线来获得两台UPS不间断电源之间的频率差和相位差比较信号，并据此从并机逻辑上获得对两台UPS不间断电源逆变电源执行频率相位微调的控制命令，从而使得这两台UPS不间断电源的逆变播在同时同步跟踪同一市电的过程中，将他们的逆变器电源的相位调整到处于同时导前与市电电源或同时滞后于市电电源的状态。

（2）利用分别位于两台UPS不间断电源单机中的“1+1”并机板之间的电流调控母线来获得两台UPS不间断电源输出电流的均流不平衡度信号；

（3）利用位于“1+1”并机板中的环流检测电路，随时检测可能出现的环流的幅值大小和流动衣向。

2、“导航型”UPS不间断电源直接并机方案

优点：可以直接将多台UPS不间断电源单机直接并联起来，共同向负载供电而不必另加“并机控制柜”；

缺点：没有对各台UPS不间断电源从机的逆变器电源之间可能出现的相位差进行相位差的微调；

3、“热同步”并机技术

优点：无需在两天UPS不间断电源之间敷设信号通过电缆，完全避免了传统并机技术中所常见的因采用相对脆弱的多芯扁平通信电缆而带来“瓶颈”型的“无公共故障点”的问题。

4、采用“并机柜”的多机并机方案

优点：可从它的显示屏上同时读取整个UPS不间断电源供电系统和各台UPS不间断电源单机的所有运行参数，从而提高了系统的可维护性。

5、双总线冗余供电方式

一旦UPS不间断电源系统1或配电柜1或K1开关之中的任一部件出故障时，通过负载同步控制器，自动执行同步切换操作，将K开关闭合，就能在保证UPS不间断电源供电系统2在继续对负载A供电的条件下，对位于有故障的UPS不间断电源系统1的供电同上的相关设备执行检修任务。

图：上海华馗电力UPS不间断电源

三、UPS不间断电源双机冗余供电的优缺点

优点：安装方便、易于实现，只要主机具有独立的静态旁路输入口就可以容易地实现主、备机冗余供电。

缺点：由于在平时正常工作状态下，所有的负载全部有主机提供，备机处于空载运行状态。长时间运行，会造成主、备机的老化程度不一样，需定期或不定期进行主、备机倒换。