近年來，跟著互聯網、雲核算、移動互聯網和物聯網等技能的疾速開展，數據中心體係規模不斷增大，重要性越來越高，其對體係彈性、可用性、運營功率、可運維性等提出了更高的需求。作為數據中心供配電體係的要害組成部分，UPS無疑需求匹配這種需求。在此背景下，UPS模塊化現已成為業界的共識。與傳統塔式機相比較，模塊化UPS具有以下優勢：

 

1）出資有效性：隨需擴容，節約前期出資；

 

2）模塊冗餘高牢靠性：防止呈現嚴重斷電事端；

 

3）易保護性：在線熱插拔，保護簡單疾速，無須轉旁路；

 

4）節能環保性：對電網汙染小，高功率及模塊休眠等技能削減能源浪費。

 

    正由於具有如此眾多的長處，當前大多數UPS廠商都已發布模塊化UPS，不斷增加的用戶現已或正在思考運用模塊化UPS建造新數據中心。但現今市場上的模塊化UPS所選用的技能不盡相同，客戶在選用進程中有必定的困惑，這篇文章將根據筆者的運用實習與理解對兩種幹流架構的模塊化UPS進行剖析，期望能給各位讀者一些協助及啟示。

 

2. 模塊化UPS的兩種典型架構

 

1)散布式架構

 

    散布式是前期模塊化UPS常常運用的一種架構。此類模塊化UPS體係層麵上等價於數台獨立的UPS直接並聯，其功率模塊使用小型UPS改造而成，可自立獨立作業，其特點是：①除整流、逆變的操控外，均流與邏輯切換也由內部操控單元操控；②內置容量與功率模塊容量一致的靜態旁路，在旁路方法時，由每個模塊內的靜態旁路一起承當負載。

 

2)散布+會集式架構

 

    散布+會集式構造的模塊化UPS設備一切的功率模塊內置操控單元用於本模塊的整流器與逆變器操控，而將全部體係的均流及邏輯切換等功能從模塊內部操控單元中提取出來，由一個會集的操控模塊操控。為了消除也許引進的單點毛病，該操控模塊及相應通訊總線均進行1+1冗餘。當一個操控單元呈現毛病時，全部UPS體係中功率模塊可由另一處於熱備狀況的操控單元無縫接收體係操控，保證體係不間斷運轉。一起，功率模塊內不再內置靜態旁路，體係配置一個靜態旁路模塊，其容量即為體係容量。

 

3. 渙散操控與散布+會集操控邏輯方法對比

 

    散布式架構的模塊化UPS選用渙散操控邏輯方法，體係中每個模塊都富含一個完好獨立的操控單元，體係的主控模塊會經過必定的邏輯規矩從體係內一切模塊中選出，其他模塊作為從控模塊遵從主控模塊調度。當UPS體係中的一個從控模塊呈現毛病時其他模塊仍正常作業，當主控模塊呈現毛病時可經過必定的競賽規矩來使得另一個模塊作為主控模塊，保證體係持續正常作業。

 

    渙散操控邏輯方法的長處在於每個操控單元都可以完成對體係獨立操控的作業，故不存在這方麵的單點毛病點。但缺點也很顯著，首要由於主控模塊既要處理本身的信號，又要和諧各模塊之間的信號，所以操控邏輯比較複雜，軟件邏輯牢靠性不高。其次各主控模塊毛病後，會在剩下模塊中競賽發生一個模塊作為主控模塊，該進程中也容易發生競賽失利致使體係毛病。

 

    散布+會集式架構的模塊化UPS功率模塊內整流、逆變的操控是散布的，而均流邏輯等操控則是會集操控方法，即選用獨立會集的操控模塊來檢查市電的頻率和相位，然後向每個模塊發出同步信號，各個功率模塊承受到此同步信號後經過本身的操控環輸出相應頻率相位的正弦波。當市電丟失時，會集操控模塊會自激發生同步信號發送給各個UPS模塊來確保各單元的輸出同頻同相。一起在均流的操控完成方法方麵，會集式架構的模塊化UPS依托操控模塊來檢查全部體係的負載電流，然後除以體係模塊數量來作為各個UPS模塊的均流參考值，進而與各模塊輸出電流比較後求出偏差值來不斷調整各模塊的輸出電流，以確保體係內模塊間傑出的均流度。散布+會集操控邏輯方法的長處在於選用獨立的均流與邏輯操控單元，均流度非常好，且操控邏輯層級清晰，各功率模塊之間不存在競賽聯係，軟件邏輯牢靠性較高。為了確保會集操控單元的牢靠性，防止單點毛病，通常選用該架構的UPS操控單元及通訊線路均會做1+1備份。1+1熱備份是最常用的備份方法，其牢靠性在各類體係長時間運轉實習中已得到驗證。

 

4. 會集旁路與渙散旁路對比

    當前大容量模塊化UPS體係的旁路操控技能主要有兩種方法：1、體係會集旁路方法（UPS體係內隻要一套旁路體係）；2、體係渙散旁路方法（UPS體係內每個功率模塊都有一套旁路體係）。會集旁路體係具有過載才能強，牢靠性高的長處，而渙散旁路具有可擴容，本錢低的長處，但也許存在必定的牢靠性危險。

 

    關於渙散旁路方法，表麵上看因渙散安置，在UPS模塊冗餘時類似於冗餘規劃，一處旁路毛病，其它旁路仍可作業。實際上此種渙散與冗餘有實質不一樣。旁路的主要器材為SCR。由於器材的離散性較大，體係作業在旁路方法時，各個旁路根本不也許處於均流狀況；而為了保持旁路輸出的電壓波形完好，在旁路方法時不會進行開關動作，難以電流進行操控，僅依靠天然均流不均流度很難操控在25%以內，電流大的模塊很也許因旁路過載而關機，影響體係供電連續性。

 

    除了穩態的均流疑問，在瞬態時渙散旁路體係也具有必定的危險。在體係操控器發送切換旁路方法的信號以後，由於信號傳輸途徑、模塊操控器響應速度、器材一致性等各方麵緣由，各個旁路很難同步切換，而先切換導通的SCR將承當大多數負載乃至一切負載，很容易致使該SCR失效。

 

    靜態旁路是主路方法的冗餘，效果非常重要。而渙散旁路的規劃方法大大降低了旁路的牢靠性。實際上，在傳統塔式UPS運用中當並機數超越四台時，通常為了防止旁路不均流疑問，都需求選用會集靜態旁路體係。由於旁路體係的約束，選用渙散旁路體係的UPS很難具有較好可擴展性。

 

5. 總結

    如上所述，模塊化UPS因其高牢靠、易保護、易擴容等長處，大大地節約了客戶運營保護本錢，為事務的長時間穩定運轉供給了保證。兩種典型架構的模塊化UPS都能供給較好的保護性與擴容才能，比起傳統UPS的可用性大幅提高。但從技能角度剖析，會集式構造的模塊化UPS具有更高的安全性，更優良的牢靠性。

 

  歸納來說，會集式冗餘架構具有的優勢是顯著的。