近年來，跟著互聯(lián)網(wǎng)、云核算、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等技能的疾速開展，數(shù)據(jù)中心體系規(guī)模不斷增大，重要性越來越高，其對體系彈性、可用性、運營功率、可運維性等提出了更高的需求。作為數(shù)據(jù)中心供配電體系的要害組成部分，UPS無疑需求匹配這種需求。在此背景下，UPS模塊化現(xiàn)已成為業(yè)界的共識。與傳統(tǒng)塔式機相比較，模塊化UPS具有以下優(yōu)勢：

 

1）出資有效性：隨需擴容，節(jié)約前期出資；

 

2）模塊冗余高牢靠性：防止呈現(xiàn)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(jié)能環(huán)保性：對電網(wǎng)污染小，高功率及模塊休眠等技能削減能源浪費。

 

    正由于具有如此眾多的長處，當前大多數(shù)UPS廠商都已發(fā)布模塊化UPS，不斷增加的用戶現(xiàn)已或正在思考運用模塊化UPS建造新數(shù)據(jù)中心。但現(xiàn)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(jù)筆者的運用實習與理解對兩種干流架構的模塊化UPS進行剖析，期望能給各位讀者一些協(xié)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體系層面上等價于數(shù)臺獨立的UPS直接并聯(lián)，其功率模塊使用小型UPS改造而成，可自立獨立作業(yè)，其特點是：①除整流、逆變的操控外，均流與邏輯切換也由內(nèi)部操控單元操控；②內(nèi)置容量與功率模塊容量一致的靜態(tài)旁路，在旁路方法時，由每個模塊內(nèi)的靜態(tài)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(nèi)置操控單元用于本模塊的整流器與逆變器操控，而將全部體系的均流及邏輯切換等功能從模塊內(nèi)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冗余。當一個操控單元呈現(xiàn)毛病時，全部UPS體系中功率模塊可由另一處于熱備狀況的操控單元無縫接收體系操控，保證體系不間斷運轉。一起，功率模塊內(nèi)不再內(nèi)置靜態(tài)旁路，體系配置一個靜態(tài)旁路模塊，其容量即為體系容量。

 

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，體系中每個模塊都富含一個完好獨立的操控單元，體系的主控模塊會經(jīng)過必定的邏輯規(guī)矩從體系內(nèi)一切模塊中選出，其他模塊作為從控模塊遵從主控模塊調(diào)度。當UPS體系中的一個從控模塊呈現(xiàn)毛病時其他模塊仍正常作業(yè)，當主控模塊呈現(xiàn)毛病時可經(jīng)過必定的競賽規(guī)矩來使得另一個模塊作為主控模塊，保證體系持續(xù)正常作業(yè)。

 

    渙散操控邏輯方法的長處在于每個操控單元都可以完成對體系獨立操控的作業(yè)，故不存在這方面的單點毛病點。但缺點也很顯著，首要由于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，所以操控邏輯比較復雜，軟件邏輯牢靠性不高。其次各主控模塊毛病后，會在剩下模塊中競賽發(fā)生一個模塊作為主控模塊，該進程中也容易發(fā)生競賽失利致使體系毛病。

 

    散布+會集式架構的模塊化UPS功率模塊內(nèi)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，然后向每個模塊發(fā)出同步信號，各個功率模塊承受到此同步信號后經(jīng)過本身的操控環(huán)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(fā)生同步信號發(fā)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面，會集式架構的模塊化UPS依托操控模塊來檢查全部體系的負載電流，然后除以體系模塊數(shù)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后求出偏差值來不斷調(diào)整各模塊的輸出電流，以確保體系內(nèi)模塊間杰出的均流度。散布+會集操控邏輯方法的長處在于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(lián)系，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，其牢靠性在各類體系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體系的旁路操控技能主要有兩種方法：1、體系會集旁路方法（UPS體系內(nèi)只要一套旁路體系）；2、體系渙散旁路方法（UPS體系內(nèi)每個功率模塊都有一套旁路體系）。會集旁路體系具有過載才能強，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。

 

    關于渙散旁路方法，表面上看因渙散安置，在UPS模塊冗余時類似于冗余規(guī)劃，一處旁路毛病，其它旁路仍可作業(yè)。實際上此種渙散與冗余有實質不一樣。旁路的主要器材為SCR。由于器材的離散性較大，體系作業(yè)在旁路方法時，各個旁路根本不也許處于均流狀況；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(nèi)，電流大的模塊很也許因旁路過載而關機，影響體系供電連續(xù)性。

 

    除了穩(wěn)態(tài)的均流疑問，在瞬態(tài)時渙散旁路體系也具有必定的危險。在體系操控器發(fā)送切換旁路方法的信號以后，由于信號傳輸途徑、模塊操控器響應速度、器材一致性等各方面緣由，各個旁路很難同步切換，而先切換導通的SCR將承當大多數(shù)負載乃至一切負載，很容易致使該SCR失效。

 

    靜態(tài)旁路是主路方法的冗余，效果非常重要。而渙散旁路的規(guī)劃方法大大降低了旁路的牢靠性。實際上，在傳統(tǒng)塔式UPS運用中當并機數(shù)超越四臺時，通常為了防止旁路不均流疑問，都需求選用會集靜態(tài)旁路體系。由于旁路體系的約束，選用渙散旁路體系的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(jié)約了客戶運營保護本錢，為事務的長時間穩(wěn)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(tǒng)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(yōu)良的牢靠性。

 

  歸納來說，會集式冗余架構具有的優(yōu)勢是顯著的。