目前模塊化UPS應(yīng)用較為普遍,模塊化UPS電源的典型架構(gòu)有幾種:
模塊化UPS電源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極具彈性,功率模塊的設(shè)計(jì)概念是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可隨意移除和安裝而不影響系統(tǒng)的運(yùn)行及輸出,使投資規(guī)劃實(shí)現(xiàn)“隨需擴(kuò)展”,讓用戶隨業(yè)務(wù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)”,既滿足了后期設(shè)備的隨需擴(kuò)展,又降低了初期購置成本。那么道勝電子小編給大家詳細(xì)的介紹一下:
1、分布式架構(gòu)
分布式是早期模塊化UPS經(jīng)常使用的一種架構(gòu)。此類模塊化UPS系統(tǒng)層面上等價(jià)于數(shù)個(gè)單獨(dú)的UPS直接并聯(lián),其功率模塊利用小型UPS改造而成,可自主工作,其特點(diǎn)是:
①除整流、逆變的控制外,均流與邏輯切換也由內(nèi)部控制單元控制;
②內(nèi)置容量與功率模塊容量一致的靜態(tài)旁路,在旁路模式時(shí),由每個(gè)模塊內(nèi)的靜態(tài)旁路共同承擔(dān)負(fù)載。
2、分布+集中式架構(gòu)
分布+集中式結(jié)構(gòu)的模塊化UPS設(shè)備所有的功率模塊內(nèi)置控制單元用于本模塊的整流器與逆變器控制,而將整個(gè)系統(tǒng)的均流及邏輯切換等功能從模塊內(nèi)部控制單元中提取出來,由一個(gè)集中的控制模塊控制。為了消除可能引入的單點(diǎn)故障,該控制模塊及相應(yīng)通訊總線均進(jìn)行1+1冗余。當(dāng)一個(gè)控制單元出現(xiàn)故障時(shí),整個(gè)UPS電源系統(tǒng)功率模塊可由另一處于熱備狀態(tài)的控制單元無縫接管系統(tǒng)控制,保障系統(tǒng)不間斷運(yùn)行。同時(shí),功率模塊內(nèi)不再內(nèi)置靜態(tài)旁路,系統(tǒng)配置一個(gè)靜態(tài)旁路模塊,其容量即為系統(tǒng)容量。
分散控制與分布+集中控制邏輯模式對(duì)比
分布式架構(gòu)的模塊化采用分散控制邏輯模式,系統(tǒng)中每個(gè)模塊都含有一個(gè)完整單獨(dú)的控制單元,系統(tǒng)的主控模塊會(huì)通過一定的邏輯規(guī)則從系統(tǒng)內(nèi)所有模塊中選出,其余模塊作為從控模塊聽從主控模塊調(diào)度。當(dāng)UPS系統(tǒng)中的一個(gè)從控模塊出現(xiàn)故障時(shí)其余模塊仍正常工作,當(dāng)主控模塊出現(xiàn)故障時(shí)可通過一定的競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則來使得另一個(gè)模塊作為主控模塊,保障系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。
分散控制邏輯模式的優(yōu)點(diǎn)在于每個(gè)控制單元都可以完成對(duì)系統(tǒng)單獨(dú)控制的工作,故不存在這方面的單點(diǎn)故障點(diǎn)。但缺點(diǎn)也很明顯,首先因?yàn)橹骺啬K既要處理本身的信號(hào),又要協(xié)調(diào)各模塊之間的信號(hào),所以控制邏輯比較復(fù)雜,軟件邏輯可靠性不高。其次各主控模塊故障后,會(huì)在剩余模塊中競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生一個(gè)模塊作為主控模塊,該過程中也容易發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)失敗導(dǎo)致系統(tǒng)故障。
分布+集中式架構(gòu)的功率模塊內(nèi)整流、逆變的控制是分布的,而均流邏輯等控制則是集中控制模式,即采用單獨(dú)集中的控制模塊來檢測(cè)市電的頻率和相位,然后向每個(gè)模塊發(fā)出同步信號(hào),各個(gè)功率模塊接受到此同步信號(hào)后通過自身的控制環(huán)輸出相應(yīng)頻率相位的正弦波。
當(dāng)市電丟失時(shí),集中控制模塊會(huì)自激產(chǎn)生同步信號(hào)發(fā)送給各個(gè)UPS模塊來保證各單元的輸出同頻同相。同時(shí)在均流的控制實(shí)現(xiàn)形式方面,集中式架構(gòu)的模塊化UPS依靠控制模塊來檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載電流,然后除以系統(tǒng)模塊數(shù)量來作為各個(gè)UPS模塊的均流參考值,進(jìn)而與各模塊輸出電流比較后求出偏差值來不斷調(diào)整各模塊的輸出電流,以保證系統(tǒng)內(nèi)模塊間良好的均流度。分布+集中控制邏輯模式的優(yōu)點(diǎn)在于采用單獨(dú)的均流與邏輯控制單元,均流度更好,且控制邏輯層級(jí)清晰,各功率模塊之間不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,軟件邏輯可靠性較高。為了保證集中控制單元的可靠性,消除單點(diǎn)故障,一般采用該架構(gòu)的UPS控制單元及通訊線路均會(huì)做1+1備份。1+1熱備份是常用的備份方式,其可靠性在各類系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐中已得到驗(yàn)證。