UPS（不間斷電源）主要承擔負載供電，使通信網、互聯網運行數據得以安全、高速、可靠和連續地被處理、存儲和轉送。在國家號召大力開展節能減排的大背景下，為提高能源利用效率，降耗增效，合理運用節能技術和產品，上海電信于2008年對業界普遍認為節能環保的模塊化UPS電源系統進行了試點。

傳統UPS存在兩方面問題

    目前通信網絡中應用了大量的UPS系統，其應用形式主要以在線式N+1并聯供電系統為主，該系統解決單機供電沒有冗余的缺陷，各UPS電源廠商通過在傳統電路的基礎上增加均流電路和同步控制器，組成N+1冗余并聯的供電系統。

    傳統系統從理論上可以解決單機供電沒有冗余的缺點，但在長期的使用過程中依然存在一些問題。這主要體現在以下兩個方面。

    一方面，擴容和維護的風險較大：傳統UPS電源在擴容或維護時必須考慮多個因素，如因元器件使用年限不同而造成參數漂移的影響；系統比較復雜而能否準確查找故障點；維修人員所攜帶的備品、備件和測試儀器能否滿足要求；維修人員的技術水平等諸多人為因素，所以風險較大。

    另一方面，冗余少、運行效率較低：目前通信行業UPS電源的運行方式，主要是1+1或2+1的并聯結構，這意味者該方案的容錯率或冗余只有一次；同時由于并聯數量少，以1+1方式為例，每個單機的輸出功率不能超過其額定功率的50%，如果再考慮冗余和維護時的因素，實際只能運行在其額定功率的30%左右，而傳統UPS電源的運行效率只有達到額定功率的50%～80%為最佳，再考慮2臺設備的并聯工作方式，其實際的運行效率從90%左右已降低到70%～80%。

    為解決傳統UPS電源N+1并聯存在的不足，一些廠商推出了雙總線供電方案，它采用2條供電母線為負載供電，可以有效的解決UPS電源并聯環流的問題，解決單點故障的瓶頸，實現在線升級、在線維護，并具有很好的容錯性能，提高供電系統的可靠性。但該方案也存在一些不足，主要是加大了設備和工程投資，對單電源供電的設備須用較多的輸出配電輔助設備（STS）；需要兩套獨立的輸入、輸出供電回路，配電系統比較復雜，并需占用專用場地；與1+1并聯運行方式道理一樣，UPS電源的能效比較低。

    模塊化UPS已被認為是UPS的發展趨勢之一，高頻模塊化直流電源不僅在性能指標上有很大的改善，而且在可靠性、可維護性以及智能化方面更有顯著的提高，同時，DSP芯片大規模商用為模塊化UPS發展打下技術和物質基礎。模塊化UPS與傳統UPS相比，優勢主要體現在以下幾個方面。

    可靠性的提高。模塊化UPS電源具有N+X的架構特性。從系統論的角度看，應該消除系統方案的公共故障點，局部的得失不影響系統的方案才是優秀的。以目前成熟的某廠CMS系列模塊化UPS電源為例，它的系統架構是由可并聯冗余的UPS電源模塊，獨立的監測、報警、通信模塊和系統保護用的靜態開關模塊三部分組成，不存在集中控制單元，系統沒有故障瓶頸，并且有提供多次冗余的設計考慮。

    可用性的提高。在線熱插拔是模塊UPS的又一顯著特點。因為模塊的規格統一，具體的實施很簡單，更換時間極短，幾分鐘內完成。相比之下，傳統機型是修機器——換板子，從判斷故障現象到更換完成、排除故障、設備正常運行，需依技術人員的水平而定，幾小時至幾天不等，因此傳統UPS的可用性很差，這也是傳統機型的主要缺陷之一。模塊化UPS提高了系統可用性，使維護更為便利，同時提升了用戶對系統的維護能力，降低了設備的故障隱患，確保負載得到最佳的保護。

    用戶投資有效性的提高。單就模塊UPS和傳統機型的比較，模塊UPS在物理尺寸和整機重量比傳統機型有絕對優勢，為用戶節省大量的機房投資、承重加固投資。隨著用戶量的提升，傳統UPS系統就必須更換一臺更大容量的UPS系統來滿足使用需求，但模塊化UPS則不需要更換整機，只需增加模塊數量即可輕松擴容，有效地降低了用戶初期購置和日后的擴容成本，并且可以動態地滿足業務需求的發展。

    UPS在節能的主要指標體現在輸入功率因素、輸入電流諧波以及整機運行效率等方面。通過立項，上海電信將某局維護中心數據機房的一套UPS傳統型60kVA1+1冗余系統，更新為一套6×10kVA模塊化UPS供電系統，從以上節能指標探求模塊化UPS的實際應用狀況。

    經過一年多的使用，目前來看此次模塊化UPS應用從多個方面達到了節能的目的和效果。

提高了系統的運行效率，大大降低了投資成本和使用空間，如表1、表2所所示。

運行成本顯著降低，如表3所示。

    綜上所述，模塊化UPS存在很多優點，它的應用價值也逐漸被行業用戶所認可，從這次模塊化UPS的試點實際應用可以看到，UPS模塊化是UPS技術發展的重要方向。

    不過在這次實際應用中工作人員也發現一些問題，系統配電結構和運行方式尚存在不足，還需要在今后的使用中加以不斷的完善。首先這次應用的試點系統容量相對較小，未經受大負荷、復雜環境的考驗，沒有完全對系統可靠性進行認證。

    其次系統配電結構上也存在認識誤區，模塊輸入配電的集中控制帶來了操作風險和系統故障，對系統安全運行帶來隱患，應改為分級控制，將故障面控制在最小范圍。

    最后對模塊的N次冗余量也是系統配置考慮的重要方面，如果系統模塊的冗余量大的話，顯然對資源是一種浪費，而冗余量小的話就要求系統穩定性、可靠性相對要很高，模塊的超載以及均衡帶載性能必須非常出色。此次試點使用的部分產品，在模塊視在功率設置上，需要結合實際需求，進一步完善。

    但不可否認的是模塊化UPS這種技術將傳統UPS系統級冗余改變為模塊級的冗余。在確保供電安全且系統容量較小情況下，應用模塊化UPS可有效降低整個不間斷供電系統的造價和運行成本，同時系統也能通過新增模塊在線擴容，而其模塊利用率較高也可以使能效較傳統UPS系統更高，UPS系統的可維性也得到極大地提高。（作者：中國電信上海公司網絡運行部 歸軍海 彭偉）■