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上海电信模块化UPS一年试点分析

 UPS（不间断电源）主要承担负载供电，使通信网、互联网运行数据得以安全、高速、可靠和连续地被处理、存储和转送。在国家号召大力开展节能减排的大背景下，为提高能源利用效率，降耗增效，合理运用节能技术和产品，上海电信于2008年对***普遍认为节能环保的模块化UPS电源系统进行了试点。

传统UPS存在两方面问题

目前通信网络中应用了大量的UPS系统，其应用形式主要以在线式N+1并联供电系统为主，该系统解决单机供电没有冗余的缺陷，各UPS电源厂商通过在传统电路的基础上增加均流电路和同步控制器，组成N+1冗余并联的供电系统。

传统系统从理论上可以解决单机供电没有冗余的缺点，但在长期的使用过程中依然存在一些问题。这主要体现在以下两个方面。

一方面，扩容和维护的风险较大：传统UPS电源在扩容或维护时必须考虑多个因素，如因元器件使用年限不同而造成参数漂移的影响；系统比较复杂而能否准确查找故障点；维修人员所携带的备品、备件和测试仪器能否满足要求；维修人员的技术水平等诸多人为因素，所以风险较大。

另一方面，冗余少、运行效率较低：目前通信行业UPS电源的运行方式，主要是1+1或2+1的并联结构，这意味者该方案的容错率或冗余只有一次；同时由于并联数量少，以1+1方式为例，每个单机的输出功率不能超过其额定功率的50%，如果再考虑冗余和维护时的因素，实际只能运行在其额定功率的30%左右，而传统UPS电源的运行效率只有达到额定功率的50%～80%为，再考虑2台设备的并联工作方式，其实际的运行效率从90%左右已降低到70%～80%。

为解决传统UPS电源N+1并联存在的不足，一些厂商推出了双总线供电方案，它采用2条供电母线为负载供电，可以***解决UPS电源并联环流的问题，解决单点故障的瓶颈，实现在线升级、在线维护，并具有很好的容错性能，提高供电系统的可靠性。但该方案也存在一些不足，主要是加大了设备和工程投资，对单电源供电的设备须用较多的输出配电辅助设备（STS）；需要两套独立的输入、输出供电回路，配电系统比较复杂，并需占用专用场地；与1+1并联运行方式道理一样，UPS电源的能效比较低。

模块化UPS优势***

模块化UPS已被认为是UPS的发展趋势之一，高频模块化直流电源不仅在性能指标上有很大的改善，而且在可靠性、可维护性以及智能化方面更有***的提高，同时，DSP芯片大规模商用为模块化UPS发展打下技术和物质基础。模块化UPS与传统UPS相比，优势主要体现在以下几个方面。

可靠性的提高。模块化UPS电源具有N+X的架构特性。从系统论的角度看，应该消除系统方案的公共故障点，局部的得失不影响系统的方案才是***的。以目前成熟的某厂CMS系列模块化UPS电源为例，它的系统架构是由可并联冗余的UPS电源模块，独立的监测、报警、通信模块和系统保护用的静态开关模块三部分组成，不存在集中控制单元，系统没有故障瓶颈，并且有提供多次冗余的设计考虑。

可用性的提高。在线热插拔是模块UPS的又一***特点。因为模块的规格统一，具体的实施很简单，更换时间极短，几分钟内完成。相比之下，传统机型是修机器——换板子，从判断故障现象到更换完成、排除故障、设备正常运行，需依技术人员的水平而定，几小时至几天不等，因此传统UPS的可用性很差，这也是传统机型的主要缺陷之一。模块化UPS提高了系统可用性，使维护更为便利，同时提升了用户对系统的维护能力，降低了设备的故障隐患，确保负载得到的保护。

用户投资有效性的提高。单就模块UPS和传统机型的比较，模块UPS在物理尺寸和整机重量比传统机型有优势，为用户节省大量的机房投资、承重加固投资。随着用户量的提升，传统UPS系统就必须更换一台更大容量的UPS系统来满足使用需求，但模块化UPS则不需要更换整机，只需增加模块数量即可轻松扩容，有效地降低了用户初期购置和日后的扩容成本，并且可以动态地满足业务需求的发展。

试点成效与存在问题

UPS在节能的主要指标体现在输入功率因素、输入电流谐波以及整机运行效率等方面。通过立项，上海电信将某局维护中心数据机房的一套UPS传统型60kVA1+1冗余系统，更新为一套6×10kVA模块化UPS供电系统，从以上节能指标探求模块化UPS的实际应用状况。

经过一年多的使用，目前来看此次模块化UPS应用从多个方面达到了节能的目的和效果。

综上所述，模块化UPS存在很多优点，它的应用价值也逐渐被行业用户所认可，从这次模块化UPS的试点实际应用可以看到，UPS模块化是UPS技术发展的重要方向。

不过在这次实际应用中工作人员也发现一些问题，系统配电结构和运行方式尚存在不足，还需要在今后的使用中加以不断的完善。首先这次应用的试点系统容量相对较小，未经受大负荷、复杂环境的考验，没有完全对系统可靠性进行认证。

其次系统配电结构上也存在认识误区，模块输入配电的集中控制带来了操作风险和系统故障，对系统安全运行带来隐患，应改为分级控制，将故障面控制在最小范围。

***对模块的N次冗余量也是系统配置考虑的重要方面，如果系统模块的冗余量大的话，显然对资源是一种浪费，而冗余量小的话就要求系统稳定性、可靠性相对要很高，模块的超载以及均衡带载性能必须非常出色。此次试点使用的部分产品，在模块视在功率设置上，需要结合实际需求，进一步完善。

但不可否认的是模块化UPS这种技术将传统UPS系统级冗余改变为模块级的冗余。在确保供电安全且系统容量较小情况下，应用模块化UPS可有效降低整个不间断供电系统的造价和运行成本，同时系统也能通过新增模块在线扩容，而其模块利用率较高也可以使能效较传统UPS系统更高，UPS系统的可维性也得到***提高。

堆叠的UPS电源节省了地面空间

600mm的拟合到一个19“x机架尺寸只有600mm的房屋，电站的UPS电源可提供高达12小时的连续，但占75％的面积比传统的系统。

独特，新颖，紧凑型UPS电源由电源控制提供高达12小时连续功率，但占75％，比传统系统占地空间。

所谓的电站，它通过使CAD系统维护期间继续长期停电运作的连续性，效率的办公环境设计和盈利能力。

该定制系统采用模块化设计，可以在变量支持从700VAC至6kVA，以满足客户的具体要求时间提供。

它是特别设计，以提供易于通过快速方便地访问所有内部组件服务。

场电源和备份时间升级，该电站已全功率模块热交换能力和专用电源充电器模块，还包括额外的助力器充电器，开关装置及充电器指示灯显示该单位的电池正常运作。

在19“机架，尺寸只有600毫米x 600毫米住房配件，电站是美观与烟色玻璃前，包括安全锁，以限制进入授权人员。

该故障安全设计包括一个自动旁路设施，以及一个手动旁路设施。

不像其他UPS，通常只提供为期五年的电池寿命，电厂提供10年或20年的电池寿命的选项。

该系统还具有包括民政事务局副局长卡，光电耦合器，拜耳（楼宇管理系统），卡等智能卡的***竞争力的***范围可选

RS232串行端口提供通过串行通讯电缆，而直接向UPS的一个民政事务局副局长卡（通用SNMP和HTTP适配器）安装提供了一个易于使用的***的管理解决方案提供了一个与UPS和网络接口。

嵌入式HTTP服务器的处理，转发能力和接收HTTP命令，而芯片的嵌入式SNMP允许消息被发送和接收。

这两种设备可以同时进行。

符合所有相关的电气安全标准和携带CE标志，该电站是支持功率控制的全方位的服务。

其中包括通过充分***和维护包，这是由该公司进行的移动和训练有素的工程师自己的船队和内部技术规范和免费现场调查。