UPS及EPS的应用技术与发展趋势

池，一旦电池失效，再好的UPS也无法提供不间断供电。

目前，UPS一般都使用免维护密封铅酸蓄电池，由于采用阴极吸收式密封技术，克服了普通蓄电池需要定期补水的缺点，具有“免维护”、使用方便、不污染环境、体积小、重量轻的优点。它使用高氢过电位的板栅材料，减少了电池在存放和充电过程中的气体分解。正极表面的超细玻璃纤维膜，阻止了活性物质脱落，提高了电池的寿命。安全阀的使用使蓄电池很少产生气体，又可使已产生的氧气被负极铅所吸收，使蓄电池无水的损失，达到了密封免维护的目的。

一般情况下，影响电池性能的主要因素是连续充电，电池连续充电大约要减少一半的使用寿命。目前国外使用一种ABM(Advanced Battery Management)三阶段电池管理方案，即充电分成三个阶段：第一阶段是恒流均衡充电，将电池容量充到90％；第二阶段是浮充充电，将电池容量充到100％，然后停止充电；第三阶段是自然放电，在这个阶段里，电池利用自身的漏电流放电，一直到规定的电压下限，再重复上述的三个阶段。这种方式改变了以前那种充满电后，仍使电池处于一天24h的浮充状态，因此延长了电池的寿命。

金属化镍氢电池具有高能量密度的优点，而且又无镍镉电池可能造成的镉污染，将其应用于UPS可以收到小型轻量化的优点。但其缺点是售价太高。美国Alupower公司研发的高功率铅－空气备用电源装置(RPU)，运行≥50h，功率从600W到6000W，电压有DC24V和48V两种，其能量密度是铅酸电池的十多倍，重量只有铅酸电池的1／10，所占空间只有铅酸电池的1／7，有望取代铅酸蓄电池应用于UPS。

3.3 UPS的冗余技术和在线维护（热插拔）

开关整流器的并联和热插拔已成为通信电源的基本运行方式，这种运行方式即所谓N＋1冗余供电方式，用于取代主备方式，使电源的可靠性大幅度提高。主备方式的备份电源的容量和主电源相同，因此使电源成本提高，而且在转换时还会造成电能中断。N＋1冗余供电方式不仅降低了电源成本，并且还保证了供电不中断。这种冗余供电方式的实质是通过并联平行操作的电源模块提供分布式电源，所有的模块并联运行并平均负担当前的负载，电源阵列比额定容量多配置一个功率模块，当一个模块出现故障时，特设的电路将故障模块从负载上断开，其它模块将立即支持所有负载，使其连续不间断地供电。替换模块后UPS的控制电路和蓄电池均能在线运行。这种灵活的模块化设计，用户可以自行堆叠电池模块，以增加UPS的输出功率，延长供电时间，大大增强了电源的可靠性。

UPS的并联和热插拔技术要比开关整流器的并联复杂得多，这是因为交流电的变量比直流电多，有相序、频率、相位、电压幅值和波形等5个变量，其任意一个与市电电源不一致，都不能使UPS投入电网。在投入电网后还必须不断地检测各台UPS输出的有功功率和无功功率，通过调节电压和相位实现各UPS输出有功功率和无功功率的平均分配。

由此可见，UPS的并联工作有3个方面。一是正常工作的UPS自动投入电网，二是并联运行的UPS之间，有功功率和无功功率的均匀分配，三是UPS退出并联，特别是在不干扰电网的情况下快速切除故障UPS。这3个要求的实现，也就解决了UPS的热插技术。

3.4 智能化UPS的管理系统

所谓智能化UPS，是指将传统UPS通过与计算机相连的硬件接口，结合特殊设计的软件，以提供计算机及数据资料的双重保护。当前UPS智能化技术有两个方面：一是加强UPS新功能，与服务器上的软件协同工作，使UPS除了完成最基本的不间断供电功能外，还能实现网络上事件记录、故障告警、参数自动测试分析和调节等；另一方面是加强UPS的节能功能。

智能化的UPS，除了完成一般UPS所能完成的全部工作外，还应具备的功能是：

1）对运行中的UPS进行监测，随时将采样点的状态信息送入计算机进行处理，一方面获取UPS工作的有关参数，另一方面监视电路各部的工作状态，从中分析电路各部分工作是否正常；

2）故障时，根据监测的结果进行故障诊断，指出故障部位，给出处理办法；

3）完成部分处理工作，除了实现对UPS工作的控制外，还能在发生故障时，根据需要采取必要的应急控制，此外通过对整流部分的控制，按照对不同蓄电池的不同要求，自动完成对蓄电池的分阶段充电；

4）自动显示所检测的参数，在异常或发生故障时，可以自动记录有关异常或故障的信息；

5）按照技术说明书给出的指标，自动定期地进行自检，并形成自检记录文件；

6）能够用程序控制UPS的启动或停机，实现无人值守的自动操作；

7）具有交换信息功能，可以随时向计算机输入信息或从计