UPS电源并联冗余方式和串联冗余方式的选择
电源系统实现冗余的几种方式
电源系统实现冗余的几种方式电源系统实现冗余的几种方式目前，尽管配电系统已经相当可靠，但是考虑到重要数据的处理和存储，许多公司采用UPS来进行对服务器、数据中心等设备的保护。
目的是为了确保重要设备可以应对突发性的电源故障。
本文主要介绍了以下几种实现电源系统冗余的方式：1。
单机/并机满载冗余方式：UPS接在电网与负载之间对负载进行保护，是最基本、最简单的保护模式。
如果UPS出故障，或者负载过载，UPS就会切换到旁路方式运行。
负载就在市电直通方式下运行，为了对UPS进行维修，尽快排除故障，一般采用外部旁路（维修旁路盘）对UPS进行隔离，以便在负载不断电的方式下进行UPS的维修。
但是这种方式有其局限性，主要是当负载在UPS工作在旁路方式下时，缺乏可靠的电源保护。
2。
隔离冗余方式：隔离冗余方式是指一台或者多台UPS作为第一级电源保护设备，另外一台机器作为二级电源，备用使用。
一级电源有各自的负载总线,二级电源为所有一级电源设备提供旁路电源。
工作时二级电源空载运行，但是，在一个周波的时间内要求它可以承担从0%到100%的负载。
当一级电源从市电模式切换到旁路模式时，转换开关会自动将其与二级电源断开。
3。
并联冗余方式：并联冗余方式一般由2台或者多台相同功率的UPS组成，负载均分，这种方式也被称为N+1冗余方式，为负载提供的电源总容量是单台电源容量的2倍。
这种工作方式与单机工作方式及并机满载冗余方式相比更加可靠，如果其中一台UPS出现故障，它即自动退出并机队列，剩下机器则继续为负载供电。
4。
分布式冗余方式：分布式冗余方式是目前业内公认的最可靠及可行的工作方式，整个系统内部的UPS各自独立，适用的负载例如：机房内的双电源服务器、精密仪器等。
此种冗余方式最基本的配置是2台UPS，独立输入，不共享数据，但是因为均分负载，因此仍然是并联运行。
5。
分区电源分配方式：在一套UPS配电系统中，从UPS到其最终保护的负载之前，通过其下口的各分配电柜和其它的电气开关之间会有一个较长的能量通路，其间就存在着一些有可能导致整个系统出现问题的故障点，理想的UPS电源系统应该是UPS的输出直接连接后端需要保护的关键设备，在分区电源系统中，UPS更加靠近负载，在几种电源系统冗余方式中，它的可靠性及可用性级别最高。
UPS冗余方式介绍
UPS冗余方式介绍UPS（不间断电源）是指电源异常时能够提供电力支持并保证关键设备持续运行的设备。
为了提高UPS系统的可靠性，常会采用冗余方式。
冗余方式是指在系统设计中采用多个相同或相似的元件，并通过合适的互补控制策略来提高系统的可靠性和容错能力。
下面将详细介绍UPS的常见冗余方式。
1.N+1冗余N+1冗余是指在UPS系统中同时运行N+1个并联的UPS模块，其中N个运行正常，而1个作为备份机组。
当任意一个模块发生故障时，备份机组会自动接管并提供电力，保证关键设备的连续供电，从而实现不间断电源。
N+1冗余方式在UPS系统设计中被广泛使用。
2.2N冗余2N冗余是指在UPS系统中设置两个独立的并行系统，每个系统都能独立支持负载。
这种方式要求系统的双重容量，但能够提供更高的可靠性。
当其中一个系统发生故障时，另一个系统能够完全接管负载并继续供电，保证不间断的电力供应。
3.N+X冗余N+X冗余是指在UPS系统中设置N个模块，并增加X个备份模块。
当任意一个模块发生故障时，备份模块能够接管负载并提供电力。
这种方式提供了更高的冗余级别和容错能力，适用于对可靠性要求极高的应用场景。
4.双转换冗余双转换冗余是指UPS系统通过两个独立的AC/DC和DC/AC变换器进行工作，其中一个变换器负责直接提供电力给负载，另一个变换器则作为备份。
当主变换器发生故障时，备份变换器会立即接管负载。
这种方式提供了无缝切换和较高的可靠性。
在UPS系统的冗余设计中，还可以采用冗余电池组、冗余输入/输出回路等方式来进一步提高系统的可靠性和容错能力。
冗余的设计和措施可以有效地减少UPS系统因设备故障、电池耗尽或电力中断等原因而导致的停机和数据丢失。
总结而言，UPS冗余方式是通过合适的系统设计和互补控制策略来提高UPS系统的可靠性和容错能力。
通过采用N+1冗余、2N冗余、N+X冗余和双转换冗余等方式，可以保证关键设备的连续供电，减少停机时间和数据丢失风险，提升系统的稳定性和可靠性。
UPS原理与并机冗余方案
UPS原理与并机冗余⽅案UPS并机冗余⽅案汇总UPS并机的⽅案有⼏种，这⾥简单整理出来供⼤家参考。
主要揭⽰原理，分析优劣。
这⾥先从⾼端（HIGH）到低端（LOW）的次序。
1、模块化并机+外置静态开关模式这是⽬前⽐较⾼、⼤、上的模式，较费银⼦，先看结构：优点：任⼀台UPS故障停机后，负载都可以由剩余UPS承担；正常⼯作时，负载由所有UPS分担，负载率低；设置独⽴STS静态切换开关，并设有STS的维修旁路便于维护，STS故障的可靠性有所提⾼，降低风险点；负载也可分散配置，降低风险系数；缺点：增设设备较多，2台UPS、2台STS、市电配电柜1台，需要占地⾯积较⼤,投资额较⼤；2、并联式UPS热备份系统这是⽬前最常⽤的模式，虽然成本不低，但是可靠性对得起这个价格，所有是最最常⽤的并机⽅式，如果您还想再节省⼀些Money，那就采⽤2+1并机⽅式：三台UPS并机，任何⼀台故障，都不会影响正常的供电。
下⾯是1+1并机的原理图：优点：任⼀台UPS故障停机后，负载都可以由剩余UPS承担；正常⼯作时，负载由所有UPS分担，负载率低；市电停⽌时，电池续航时间为所有电池组的累加时间；缺点：技术要求⾼、调试复杂，要求并机UPS的品牌、型号、规格完全⼀致；对各台UPS的输出同步性要求⾼，⼀旦不同步产⽣环流，有可能导致短路故障；3、旁路式UPS热备份系统旁路式UPS冗余模式属于热备模式，即：在同⼀时刻只⽤⼀台UPS为负载提供电⼒，另⼀台等着，⼀旦运⾏着的主UPS故障，等待的UPS⽴即接管负载。
原理如下：优点：易实现后期改造，不同品牌、不同容量UPS都可组建；可分开维保，且保证维保时负载仍受UPS保护；运⾏效率⾼于串联式UPS；市电停⽌时，电池续航时间为两组电池组的累加时间；缺点：UPS1的静态旁路开关为系统瓶颈，⼀旦故障可能导致负载断电；UPS2长期空载运⾏，效率低；且电池组长期得不到放电，寿命下降；4、串联式UPS热备份系统串联UPS 是早期冗余模式受UPS技术落后限制⽽采取的⼀种冗余模式，现在已经不在使⽤，其原理如下：优点：任⼀台UPS故障停机后，负载都可以由剩余UPS承担；正常⼯作时，负载由所有UPS分担，负载率低；设置独⽴STS静态切换开关，并设有STS的维修旁路便于维护，STS故障的可靠性有所提⾼，降低风险点；负载也可分散配置，降低风险系数；缺点：增设设备较多，2台UPS、2台STS、市电配电柜1台，需要占地⾯积较⼤,投资额较⼤；5、单机在线式UPS前⾯列举了并机冗余模式，最后看看UPS单机的原理：优点：系统构架简单，控制逻辑易实现，造价低。
UPS的配置计算方法
UPS配置计算方法
UPS选配
1．确定负载容量大小：求出负载功率 KW或KVA 。
2．根据负载功率选择UPS：建议所带的负载总容量约为UPS额定输出功率的70%为佳。
1 当负载功率单位为KVA：UPS容量＝负载功率÷。
2 当负载功率单位为KW：UPS容量＝负载功率÷ ÷；
3．冗余方式选择：
串联热备份：要求负载功率小于单机容量80%；
并机：负载功率为单机30% 轻载有利于提高UPS的可靠性。
蓄电池选配
1．蓄电池容量与UPS额定功率、UPS直流电压电池放电完毕前、要求后备时间有关。
2．蓄电池容量的计算步骤。
1 求出蓄电池的放电电流：
I＝ UPS标称输出功率VA ×负载功率因数×负载率÷逆变器效率÷蓄电池临界放电电压
UPS标称输出功率：只知道负载功率的情况下,UPS标称输出功率等于负载功率的大小。
负载功率因数：取。
UPS逆变效率：取。
蓄电池临界放电电压：单节电池标称电压×90％×单组串联个数
2 根据后备时间,在电池放电曲线中查出放电率C。
3 电池容量 Ah ＝I÷C
放电速率C与后备时间的关系
放电速率C与后备时间的关系电池放电曲线如表0 1所示。
表01 放电速率C与后备时间的关系。
浅析UPS的冗余连接技术（3）
浅析UPS的冗余连接技术（3）2.UPS的并联连接增加UPS供电系统可靠性的另一个方法就是并联连接，但是UPS 的并联连接并不象热备份连接那么容易。
因为所有UPS的输出阻抗不可能一样，加之各逆变器的输出电压和市电电压锁相都具有正负误差，则各个UPS的电压即有相位差又有幅值差，因此用普通UPS直接并联是危险的，只有具备并联功能的UPS才能并联。
从一般原理上讲，普通在线式UPS都可直接并联，但应说明的一点是，这些UPS必须由同一路电网供电，在这种情况下，因为UPS的逆变器永远在跟踪旁路市电，由于这些UPS都在跟踪同一路市电，也就相当于互相在相位上跟踪。
这些UPS在频率和相位上都是一致的，因此可以并联。
但这种并联是不保险的，因为：在相位上；虽然它们都在频率和相位上跟踪旁路，但在相位上有超前和落后之分，一般大容量UPS的相位跟踪在±3°，如果这两台并联的UPS一个是＋3°，一个是－3°那么两个并联后就有可能在相位上差了6°,这就有可能使输出电压相差30V，这将会在UPS输出端造成很大的环流，使逆变器因过载而烧毁。
在电压上；虽然是同型号、规格的UPS逆变器，但由于逆变参数和变压器参数的微小差异会导致输出电压不一样，比如一个为218V，一个为220V等，也将会在UPS输出端造成很大的环流，使逆变器因过载而烧毁。
以上两方面的差异都会导致输出电压的不一致，一方面形成环流，另一方面各相负载输送的电流也不一样，很可能出现1台过载的情况。
以上两项指标虽然可以通过一次调整而达到基本一致，但随着UPS的工作温度和时间的变化，这种平衡很快就会失去。
可以这样说，不加任何措施的几台UPS并联，其可靠性不一定比单台UPS高，甚至还要低。
UPS并联连接的优点在于它不但可以提高可靠性，而且过载、动态性能比热备份方式好得多，并且可以增容。
并联连接的方式有下述几种：①主从式并联系统；这种方式是并联系统中有一台UPS为主机，其它为从机。
UPS冗余方式的选择
摘 要 ： Ｓ是 提 供 高质 量 、 全 可 靠 电源 的重 要方 法之 一 ， 了增 加 整个 电源 系统 的可 靠性 ， 以将 其组 成 冗 ＵＰ 安 为 可 余 系统 ， 中对 目前 采 用的 ＵＰ 文 Ｓ冗余 连接 方 式进 行综 述 。分析 比较 串联 冗余 和并联 冗余 的可靠性 及技 术特 点 关键 词 ： Ｓ 串联 冗余 ； ＵＰ ； 并联 冗余
Ａｂｓ ｒ ｃ Ｉ ｓ ｏ ｅ ｏ ｈ ｍｐ ｒａ ｔｍｅ ｈ ｄ Ｏ ｏｆ ｒｈ ｇ ｕ ｌ ｙ ａ ｄ ｒｌ ｂｅ ｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ ｂ Ｓ ｔ ａ ｔ： ｔｉ ｎ ｆｔ ｅ ｉ ｏ ｔｎ ｔ ｏ ｓ ｔ ｆｅ ｉ ｈ ｑ ａｉ ｎ ｅｉ ｌ ｏ ｒ ｓ ｐ ｌ ｙ ＵＰ ．Ｔｏ ｔ ａ
维普资讯
《 气开 关 》 ２ ０ ． ． ） 电 （ ０ ６ Ｎｏ ６
５ ５
文章编号 ：０４ ２９ ２ ０ ）６ ０ ５ 一ｏ １０－ ８Ｘ（０ ６０ － ０５ ３
ＵＰ Ｓ冗 余方式 的选择
刘 军 （ 江 工 程设 计有 限公 司 ， 江 浙 浙 杭 州 ， １０ ２ ３００ ）
Ｌ ｌ… … … 一 － 三 剿
统供电， 出现瓶颈 故障 ； （ ） 市 电故 障 ， 电超 限 时 ， ２在 市 因为 ＵＰ Ｓ封 锁 旁
路 ， 以主 、 所 从机 无法切 换 ， 成热 备份 失效 ； 造
图 １ 串联冗余方式
维普资讯
广 泛 应用于 各个 领域 。ＵＰ Ｓ串联 冗余 的定义 是 ： 机 备
个 国家发 展水平 的重 要标 志之 一 。随着科 学技术 的
发展 ， 类社会 对 电能 的需求 日益 增加 ， 人 但供 电故障 有
时会给 企业造 成不 应有 的损 失 。 着 网络化 、 随 信息化 建
UPS冗余配置方案分析
冗余配置方案分析
一：主从热备份方案
整流器逆变器
负载
手动维修旁路
二：双机并联方案：
整流器逆变器
方案比较：
1．设备容量：两个方案相同，两台UPS输出容量均按负荷容量选择；
2．可靠性：方案二比方案一高一级；设UPS1、UPS2及旁路的可靠度均为0.95，直流电源可靠度为1，见下计算：
方案一=1-（1-0.95）（1-0.95²）²=0.9995246
方案二=1-[1-（1-0.95）²]²=0.9999937
3．后备方式：方案一明备用，方案二暗备用；
4．利用率：方案一其中一台空载，利用率低，方案二两台利用率一样；
5．技术难度：方案二要求双机并列，均压均流，性能一致；
6．投资：方案二少于方案一；
7．过载能力：方案二比方案一高一倍，方案一如果遇到冲击、短路、过载等，切换旁路可能有两次，可靠性降低；
8．应用场合：方案一适用于旧系统不需增容的改造工程或性能达不到均压并联要求的场合，新工程及设备增容或增加冗余应采用方案二。
数据中心UPS1+1冗余与2N冗余
数据中心动力设计“1 + 1 ”与“2N”的区别与联系1+1表示只有一条市电输入，示意图如下:
1+1系统中，两台UPS互为冗余，正常工作时，两台UPS共同承担负载。
当一台出现故障时，另外一台则承担起所有的负载。
、2N 一般会有两条市电输入，每条市电来自不同的变压器，示意图如下：
2N系统中，N=2。
也就是2台UPS组成一组UPS小组，分别接在两路市电上。
同时给负载供电，当某路市电出现故障后，另外一路市电也能给整个数据中心供电。
同时，当某组UPS故障时，另外一组
UPS也能承担起所有的负载
三、总结：
1 + 1就是1条输电线路分2台UPS并联组成一个系统，2台UPS 各
输出50%，当其中一台出现故障无法带载时，就由另一台100%满载供电，保障后端负载正常工作。
2N就是2条不同的输电线路下，每条分别分N台UPS并联组成一个系统，N台UPS各输出（100/N）%，这种方案业内有人号称是完美配置。
其实，这不过只是噱头，因为多一个设备，就等于多一个故障点，系统组成越复杂，故障率也越高。
UPS本身是无法单独工作的，还需要各种其他配套和辅助设备，所以当各种看似复杂的安全方案被推出时，应该看它是否能够满足和提升整体规划设计的安全标准，而不是单一的评说UPS系统本身。
浅析UPS的冗余连接技术（2）
浅析UPS的冗余连接技术（2）1.2双机主备冗余供电方式很明显主/从串联热备方式在UPS处于旁路工作状态时，负载不受UPS保护。
此时，如果发生交流电中断、过压等故障，就将造成负载电源供应中断或设备损坏。
因此，很自然想到用一台UPS的输出作为另一台UPS主机的静态旁路电源，这就是双机主备冗余供电，也叫双机串联冗余供电。
1.2.1工作原理简述:①正常情况下：负载的工作电源由UPS主机的逆变器提供，备机处于空载运行状态。
②UPS主机故障：UPS主机故障时主权转为旁路供电，此时UPS 备机的逆变器输出通过主机静态旁路开关供给负载电源。
UPS主机故障转为旁路在毫微秒的时间内完成，不会产生负载电源中断。
③UPS备机故障：备机故障时备机转为旁路。
此时主权的静态旁路输入的不再是备机的逆变器输出，而是交流电经过备机的静态旁路开关供给，此时相当于主机单机工作。
④UPS主、备机同时故障；UPS主、备机同时故障，UPS主、备机同时转为旁路工作，交流电经过备机的静态旁路开关，再经主机的静态旁路开关供给负载电源。
当然，UPS主、备机同时故障的可能性极小。
1.2.2优点:①安装方便，易于实现；只要UPS主机具有独立的静态旁路输入口，就可以很容易地实现UPS主、备机冗余供电。
甚至是不同型号、不同品牌的UPS，都可以很方便地组成双机冗余供电。
②可靠性高；系统调试时，只要将UPS主、备机的输出电压调整到一致即可。
根据实际经验，UPS双机主、备冗余供电可靠性高于双机并联冗余供电。
1.2.3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。
需定期或不定期地进行主、备机倒换。
（美国EXIDE公司的Profile、Prime系列具有效率优化器功能，可以很方便地实现主、备机倒换，可克服上述缺点）。
1.3多机主备冗余供电方式由于两台UPS同时发生故障的概述几乎为零，因此在双机串联热备份的基础上，可发展一种更为合理、更为节省投资、更为可靠的多机主备冗余供电，这就是三机主备冗余供电。
UPS的冗余性分析
UPS的冗余性分析UPS的冗余性分析UPS的基本作用是为负载提供高质量、不间断的电力输出。
但遗憾的是作为一种电子设备，UPS本身没有容错能力。
传统在线式UPS 系统虽然实现了蓄能供电及旁路转换过程的不间断供电，但随着电力需求标准的提高，用户渴望得到更为安全的UPS系统，甚至希望电源系统在故障、维护和维修过程中，负载仍能够得到UPS的全天候保护。
最初，用户通常选择串连热备份的冗余方式，从技术上要求比较低，参与串联的可以是普通单机，这种方案的缺点是设备老化程度不同、冗余度高（≥100%），系统转换可靠度低，不能扩容。
随后逐渐出现了1+1并联方案，这种冗余方案以100%设备冗余为代价，使系统拥有了一次容错能力；与单机及串连系统相比，可靠度得到了提高，但系统效率低下（不超过75%）。
N+1多机并联技术的出现使系统冗余度第一次降到了100%以下，并有能力构成容错性超过一次的N+X系统。
影响多机并联发展的因素主要是能够参与并机的UPS容量普遍偏大、价格较高，不太适合100KVA以下的中功率用户使用。
功率单元容量适中是模块系统的突出特点，这使得容量不足100KVA的用户也有了享受N+1甚至N+X级别安全保护的机会。
模块化系统在功率器件技术和制造工艺方面继承了UPS技术发展的成果；在系统架构方面，其以多机并联为基础，不仅实现了系统单元的热插拔，而且更好地处理了系统单元独立运作、相互协作和平稳转换的关系。
传统多机并联，因参与并联UPS功率较大，成本较高，故很难应用于中功率段用户。
由于模块功率适当，不仅使N+1或N+X解决方案对中功率段用户有了现实意义，而且统计数据表明，与传统多机并联不同，多数用户在实际使用当中，处于N+X级别的保护之下。
N+X并联冗余模式构成当今最为可靠的供电解决方案，模块。
谈UPS冗余并联与双总线连接供电方案
一、概述为了提高信息机房供电系统的运行可靠性，一般采用的方法有两种，即供电系统的冗余连接和负载设备的双电源或三电源冗余输入。
这可从下面的可用性表达式中看出：式中的A（Availability）表示的是可用性，它的含义是在整个规定运行时间中，可靠供电时间的比例；MTBF是表示设备可靠性的平均无故障时间，它的含义是平均多长时间不出故障；MTTR表示的是平均修复时间，它的含义是电源所有故障维修时间之平均值。
从式（1）中可以看出，为了提高可用性也有两个途径：提高电源的平均无故障时间和缩短平均修复时间。
但当机器的期间质量达到一定程度后，再增大平均无故障时间的代价较大，而且效果也不太显著，因为总不能将平均无故障时间做到无穷大。
然而缩短平均修复时间的效果却比较明显，如果平均修复时间缩短为零（这种可能性是存在的，而且也不难实现），那么可用性就是100%。
采用UPS冗余并联方法就可达到这个目的：比如两台同容量的UPS 并联，其中任何一台都具有承担100%负载的能力，那么两台并联后就有了200%的供电能力，所以其中任何一台因故障而停机后，另一台仍可以接着继续供电，使负载设备的工作得以不间断地连续进行下去，达到了修复时间缩短为零的目的。
负载设备的多电源入口，也可达到上述目的。
多电源入口就意味着需要多个电源供电，任何一个入口的电源都具有100%的负载能力，所以其中任何一台电源因故障而停机后，另外的电源仍可以接着继续供电，使负载设备的工作得以不间断地连续进行下去。
正是由于有这两种提高系统可靠性的方式，也就引出了下面几种供电方案的模式。
二、UPS冗余并联供电方案的可靠性与可用性1. 两台UPS冗余并联举例为了容易分析，在这里只用两台UPS作1+1冗余并联，如图1所示。
后面的所有负载之和小于100kVA，两台UPS的输出电压在输出配电柜内直接并联，然后再通过开关S给负载供电。
如果遇到双电源负载就可以分别从两相电压上各引一路到负载，照样满足双电源输入的条件，如图中S3、S4所示。
UPS并机四种方式的优缺点
UPS并机四种方式的优缺点摘要：本文介绍了，主从热备份、互动热备份、互动热备份ATS、冗余并联（N+X)四种UPS并联方式的优缺点，如果冗余并机采用并机板方案，而又未解决环流这一核心问题，其并机可靠性还不如主从热备份，更不如互动热备份。
从兼顾可靠性与投资成本两方面原因考虑，建议采用互动热备份（ATS）UPS并机四种方式的优缺点一、主从热备份主机带负载，备机空载，备机接入主机的BYPASS（旁路）输入端（见图1）。
优点：●灵活性高，不受品牌限制。
UPS 1●安装简单，无需额外调试。
●不增加额外辅助电路，不增加购置成本。
UPS 2●可作n+1热备份，可分期扩容。
（图1）缺点：●瞬时过载能力低。
●两机老化不一致。
●备机电池长期不处于浮充状态，影响电池寿命。
二、互动热备份两机分别带负载载，预先由人工分配负载，是主从热备份的的改进型（见图2）。
优点：●本方案是主从热备份的改进型，是人工一次分配负载的并机方案。
除保留主从热备份的优点外全部克服其缺点。
●瞬间过载能力强。
UPS 1●不存在备机电池长期浮充状态。
●没有冗余并机方案的致命弱点——环流。
UPS 2缺点：（图2）如果负载功率不能由人工分配时，此方案不适用。
三、互动热备份（ATS）单机带载，单元互动（见图3）。
优点：●由于采用单元互动，系统故障几率大大下降。
●两台UPS可轮换工作。
●没有瓶颈故障点。
缺点：瞬时过载能力低。
四、冗余并联（N+X）（图4）自动均分负载。
从并机柜、并机模块、并机板、无线并机到数码控制自动并机（并机之UPS采用电流控制均分，完全独立控制）的发展过程（见图4）。
优点：●瞬间过载能力强。
UPS 1●没有瓶颈故障点。
●自动均分功率。
UPS 2缺点：（图4）●存在环流，不同并机方法，具有不同环流。
环流增加无功损耗，降低系统可靠性。
●无论何种并机方案，均需增加额外辅助电路，随之而来是增加成本，增加故障点。
五、结论1、冗余并联功率均分，技术档次最高。
UPS多机冗余
随着Internet网络、电子商务、IDC机房的飞速发展，用户对UPS供电系统的可用性提出了更高的要求，已经到了要求可用性为99.999%的程度，也即1年365天中，UPS供电系统的断电时间不能超过5分钟。
但是，如果从UPS单机的角度来看，无论其技术如何发展，仍然摆脱不了容量和可靠性的限制。
那么，我们在保护原有投资的情况下，如何实现UPS系统可靠性的提高呢？随着技术设备的日益增多和网络技术的普遍采用，为更好地满足用户对UPS的容量和可靠性的更高要求，在单机的基础上，可以用组合也就是冗余连接的方法来实现UPS容量和可靠性的提高。
UPS的冗余连接有两种方式：热备份连接和并联连接。
热备份连接热备份的目的：确保负载设备不会在市电停电时因主机保障而断电，保证计算机等负载设备数据不会丢失。
热备份要解决的关键问题：旁路开关的切换要有严密的电路控制，保证不会在切换时有任何断电情况发生。
热备份连接是指当单台UPS不能保证满足用户提出的可靠性要求时，就可以再接一台同规格的单机来提高可靠性。
任何具有旁路（Bypass）环节的UPS都可以进行热备份连接，两台单机的连接方法如图1所示。
图1 两台UPS热备份连接图这种连接非常简单，当把UPS1作为主输出电源而把UPS2作为备用机时，只需将备用机UPS2的输出与UPS1的旁路Bypass1输入端相连就可以了，不过此时UPS1的旁路Bypass1输入端一定要与UPS1的输入端断开。
在正常情况下，由UPS1向负载供电，而UPS2处于热备份状态空载运行；当UPS1故障时，UPS2投入运行接替UPS1继续向负载供电。
只有当UPS2由于过载或逆变器故障时，才闭合旁路开关Bypass2，负载改由市电供电。
两台热备分连接的UPS系统可靠性比单台UPS的可靠性提高了两个数量级，并且，这种系统的连接方式简单易行，即使是不同品牌的机器，只要规格容量相同，就可连接，不需再增加另外的设备。
若两台不同容量的UPS相连，其容量只能按最小的那一台计算。
浅析UPS的冗余连接技术（4）
浅析UPS的冗余连接技术（4）2.1并联控制技术由于采用的UPS特性和应用环境不同，并机的控制技术在不同的制造厂家也各有千秋，主要有以下三种：2.1.1利用数字电压信号通信：在并联系统的各UPS之间利用高速通信线连接，每台UPS都对其负载电流进行实时测量，然后将其本身的输出电流调整到总负载电流的1/N，目前这种方法应用最为普遍。
2.1.2光纤通信：为了提高传输信号的抗干扰能力和实现较远距离的并联系统，采用光缆传输是一种最可靠的办法，在远距离并机中更有明显优越性。
2.1.3无线并机：这是一种采取自我调整的方法来达到电流均分目的的技术。
无线并机又分为“下垂法” 如图2所示，和“T’型连接法，如图3所示。
利用数字电压信号通信和光纤通信两种方法可使并联数目达到4至9台。
多台UPS并联时，通常地做法是将并联控制信号线从一台UPS接到另一台UPS，一直连到最后一台UPS，如图4（A）所示。
这种连接方式有一个不足之处是万一控制信号线中有一条断开或接触不良，就会影响整个并联系统的正常运行：为了提高可靠性有的机器就又加了一条冗余电缆，如图4点线所示。
SILCON UPS系统的方案是将并联信号线仍照此方法从一台UPS接到另一台UPS，一直连到最后一台UPS，但这时的连接并未结束，再用一条信号线将第一台与最后一台连接起来，形成环形控制。
系统在运行中即使有一条信号线断开或接触不良，组成系统的所有UPS仍在同一的控制下工作，从而提高了系统的可靠性。
2.2并联方式由于在并机的实现过程中，不同产品在不同应用环境有不同的实现方式，下面介绍两种并联系统。
2.2.1初级式并联由于一般UPS控制系统多为模拟反馈电路，其输出参数及特性随温度、元件参数及器件的老化而漂移，同时由于各UPS一致性较差，故这种类型的UPS无法直接并联。
为了提高供电系统可靠性，需要将UPS并联使用时，为确保各并联UPS之间输出参数的一致性，达到同步运行的目的，需要增加一个并联柜，即在原基础上增加一些检测环节。
UPS冗余方式介绍
UPS冗余工作方式介绍及配置举例第一部分：系统性冗余（即单机双母线冗余）UPS配置方案一、系统性冗余和设备冗余前置说明：系统性冗余又叫单机双母线字冗余1.什么叫系统性冗（rong）余系统性冗余就是由两个完全独立的系统组成互为备用的冗余系统。
它包括UPS主机、电池、防雷器、双电源自动切换开关、旁路隔离变压器、输入/输出开关、配电盘和连接电缆线等所有的设备、配件、辅件都是冗余的,互为备用的。
2.什么叫设备冗余在某一系统中对于重要环节增加一台设备作为备用，而对于其它部分是没有冗余配置的，如：双机并联冗余UPS系统和双机热备份UPS系统均属于设备冗余。
因为并联冗余和热备份仅仅是UPS主机和电池是冗余配置，虽然互为备用，但不完全独立。
另外，其它配套件如防雷器、双电源自切开关、旁路隔离变压器、输入/输出开关、配电盘和连接电缆线等均不是冗余配置。
3.系统性冗余和设备冗余的适用场合系统性冗余的UPS系统适用于具有2个交流输入端的DCS负载或主要负载为DCS的场合，UPS一般选用三进单出UPS。
当然对于多个DCS负载，也可选用三进三出UPS。
设备冗余的UPS系统适用于所有的不能停电的重要场合，特别适用于只有1个交流输入端的非DCS负载。
UPS选用三进单出或三进三出均可。
二、系统性冗余UPS系统在不同负载情况下的配置方案1.纯DCS负载的系统性冗余UPS系统的配置对于纯DCS负载，采用系统性冗余UPS方案，在方案设计、设备采购、安装施工和调试检修等都非常简单。
即选购2台功率相等的UPS，将UPS1的输出端连接到DCS交流电源输入端1，将UPS2的输出端连接到DCS交流电源输入端2，这样就组成了系统性冗余UPS 系统。
2.除了DCS负载外还有其它单交流输入端的负载的系统性冗余UPS系统的配置①选购2台功率相等的UPS。
②将UPS1输出端与DCS交流电源输入端1连接，UPS2输出端与DCS交流电源输入端2连接。
这样对于DCS负载而言，实现了系统性冗余UPS配置。
UPS的五种连接方式
UPS的连接方式
UPS的连接方式共有五种：
1﹑热备份式冗余； 2﹑增容和冗余的并联连接； 3﹑两台UPS组成的模块化冗余并联； 4﹑两台UPS组成的模块化冗余并联（共用电池）； 5﹑具有静态转换开关（STS）和同步模块的冗余配置。
1﹑ 热备份式冗余
连接方法： 把UPS2的交流输出连到UPS1的交流输入端子。 优点： 1 ﹑可引入两路不同的市电； 2 ﹑UPS1的主交流输入出现故障时，UPS2仍可保 证UPS1所接负载的正常工作。 缺点： 1 ﹑无法对电源系统进行扩容； 2 ﹑两台容量不同的UPS相联，只能按最小的 UPS容量输出。
2﹑ 增容和冗余的并联连接
连接方法： 从同一电源上引n（n≤ 4）路交流到n（n≤ 4） 台UPS的交流输入端子上，再从同一交流旁路引入n （n≤ 4）路交流到n台UPS的旁路电源输入端子上， 最后从旁路输入出发做一外置手动旁路与系统的输 出相连。
优点： 1 ﹑电源系统扩容方便； 2 ﹑单台UPS主机出现故障时，其他主机仍可担负 起所接负载的正常工作； 3 ﹑节省设备投资。 缺点： 1 ﹑并联的主机越多，单台主机的带载能力就越低。
﹑并联的主机越多，单台主机的带载能 力就越低； 2 ﹑蓄电池的放电时间减半。
5﹑具有静态转换开关（STS）和同步模块的冗余配置
连接方法： 将两套独立的UPS系统通过STS开关连 接起 来，输送给负载使用。 优点： 1 2 3 缺点： 1 ﹑两套UPS独立工作，互不干扰； ﹑便于设备的维护； ﹑便于电源系统的扩容。 ﹑系统扩容的投资较大。
3﹑两台UPS组成的模块化冗余并联
UPS的1／2冗余设计
UPS的1/2冗余设计摘要：针对目前电力系统相关部门还不能完全保证电力能够正常持续供应，UPS的开发和应用，则大大改善了电力供应中断问题的解决方式和措施，现本文就针对UPS电源冗余运行的应用进行相关的探讨，提出UPS多机冗余运行的可行性及实施办法。
关键词：UPS; 冗余设计前言：UPS（Uninterruptible Power System ）是不间断电源的英文缩写，顾名思义，不间断电源就是指保持电力持续正常运行的设备。
而冗余电源则是指两个完全一样的电源由芯片控制的电源组，冗余电源主要是应用于对电力要求较为严格的设备中，一般用于服务器的电力供应。
这种电源组是通过两个电源的相互配合相互补助来达到电力供应的持续稳定，保证服务器的正常工作和系统安全。
一、UPS冗余的几种方式1、N+1模块化UPS，以APC的SY机型来说。
SY 16K N+1 表示：机器的最大功率为16KV A，SY功率模块为4KV A一个，则N最大为4，所以此SY机器可以装5个功率模块。
2、N+2此处的2表示可以坏2个模块，不会超载；以SY 16K 4+1为例，如果负载小于75%，也就是说负载只有三个模快的功率，那么此台UPS就会冗余2个模块。
3、2N两台并联4、2(N+1)两台有冗余功能的UPS再并联，双保险。
二、UPS电源存在的问题由于目前大多数的UPS电源在设计上存在各装置的UPS电源容量大小不一、品牌多样、规格差异等问题，且设置无统一性，给维护检修造成较大困难，系统可靠性降低，前后总投资成本上升。
目前运行的UPS电源主要存在以下情况：1、很多UPS电源使用时间较长，故障发生频率越来越高，但又没有统一的零件配件，增大了维修的难度，也增加了UPS电源的费用成本。
2、维修过的UPS电源，其运行效果仍难以令人满意，且可能随时发生故障。
3、UPS电源配置零散，资源无法共享，运行中发生故障无在线热备机。
4、UPS电源增容费用高。
三、UPS电源并机冗余运行设计分析随着社会的不断发展，对UPS电源的要求也越来越多，要求UPS电源能够符合多种电子设备的要求，增大UPS电源的容量等。
UPS并联、串联介绍
UPS并联、串联介绍
1.冗余并联：将两台UPS直接并联输出，但UPS之间必须要有并联的控制电路；这样可以提供系统的可靠性，也可以用来增大系统的总容量
2.主从并联：将一台UPS的输出接到另外一台UPS的旁路输入，作为主UPS的备份机使用，在主UPS发生故障时自动转到这台UPS 供电，但要求主UPS的旁路输入可以与主交流电压输入分离；这样可以提供系统的可靠性
3.串联：将一台UPS的输出接到另外一台UPS的输入，两台UPS 同时带负载，前面的UPS故障后会传旁路，后面的UPS继续保护负载；这样也可以提高系统的可靠性
(1).冗余并联必须是同型号、同功率的UPS并联；主从并联可以不同型号、不同功率、甚至不同厂家的UPS并联；
(2).冗余并联必须安装在同一个位置；而主从并联可以安装在不同的位置；
(3).冗余并联UPS系统的可靠性要比主从并联的UPS的可靠性差一点，因为冗余并联至少要比主从并联多出一套并联控制系统，增加了故障点；
(4).冗余并联UPS的电池得到了相同的充电和放电过程，并且在市电长期不停电的情况下便于进行手动放电维护；主从并联UPS的主UPS的电池使用得较多，从UPS的电池很少使用，并且从UPS的电池不便于进行手动放电的维护。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
UPS电源并联冗余方式和串联冗余方式的选择：
1、ups不间断电源并联冗余
并联冗余是将多于两台同型号、同功率的UPS电源，通过并机柜、并机模块或并机板，把输出端并接而成。
目的是为了共同分担负载功率，其基本原理是：正常情况下，两台UPS 均由逆变器输出，平分负载和电流，当一台UPS故障时，由剩下的一台UPS承担全部负载。
三机并联也是常用的一种方式，比如对于60KVA的负载，我们可以考虑三台30KVA并联，即使一台UPS出现故障，另两台UPS仍然可以承担全部负载，此为N+1并联冗余。
并联冗余的本质，是不间断电源均分负载。
要实现并联冗余，必须解决以下技术问题：
1．每个UPS逆变器输出波形保持同相位、同频率；
2．每个UPS逆变器输出电压一致；
3．每个UPS电源必须均分负载；
4．UPS不间断电源故障时能快速脱机。
不间断电源并联冗余的缺点：
1．由于要求功率均分，因而调试困难。
有些品牌UPS要在满负载运行时调节
功率均分。
另外：输入、输出线长、线径都是影响均分的因素。
2．并机柜系统如发生故障，将中断整个系统供电（瓶颈故障）。
LEUMS是世界五大UPS生产厂之一，由于采用DSP控制技术，具有高超的冗余并联运行技术：
不间断电源并联冗余的优点：
1．并机运行的UPS独立控制电压与相位，没有公共控制部分，不存在瓶颈故障。
2．并机调试非常简单，只须每台UPS不间断电源参数设置完毕，即可投入并联运行。
3．由于采用DSP控制技术，并机运行的每台UPS输出滤形，电压都非常一致，因此并机环流很小。
4．多机并联运行，SYNTHESIS系列：三台并联；EDP90系列：六台并联。
5．在并联系统中任意一台UPS故障时，DSP控制技术可以在正弦波的任意一点切换，使故障UPS快速脱机，由其它UPS继续不间断地供电。
并联冗余技术的要点说明：
大功率UPS相位跟踪在±3°，两台UPS并联有可能在相位上相差6°，造成电压差，sin6°=30V，因而在输出端会造成很大的环流，就有可能使逆变器因过载而烧毁。
另外，UPS机内各种元件电参数的微小差异也会导致输出电压的差异，同样可以导致环流。
目前，世界上并机技术较好的公司可将环流控制在2- 4%。
2.、不间断电源热备份（即串联冗余）
UPS热备份即UPS电源串联冗余，有主机和从机之分。
其基本原理是：主机正常时100%地承担负载电流，故障时由从机提供后备电源。
由于备用UPS是在主机旁路处在等待工作状态，故称为热备份。
缺点：
1．主机静态开关发生故障时，将可能中断整个系统供电，出现瓶颈故障。
2．在市电故障，市电超限时，因为UPS封锁旁路，所以主、从机无法切换，造成热备份失效。
3．备机长期处于备用状态，电池也长期处于浮充状态，影响电池寿命。
4．目前尚无一个简单的方式实现"互为热备份"。