一、 概述

    電力行業是國家的重點基礎行業，關系國計民生。為了構筑安全可靠的電力調度系統，有效保障電網供電安全，有效降低電力故障，各地電力公司不斷加強電力信息化基礎設施建設。現在的電力調度中心已經成了一個大型的信息數據采集、中轉、通信中心，因此需要一個安全、可靠、穩定、優質的電源為調度通信中心及信息中心設備提供動力。

    二、 系統設計

    1、 負載供電方式選擇

    過去的電力調度，受制于規劃及負載不斷增加的影響，一般采用UPS分散式供電，不同的時期設備配置不同的UPS，造成機房內UPS品牌、型號眾多，單機可靠性差，走線復雜，存在嚴重的安全及管理隱患，且投資效益低。

    新調度機房規劃時，或者舊機房改造時，應考慮到負載的特性、系統可靠性及可用性等因素，盡量采用UPS并聯冗余，后期再根據負載的增長需求，進行在線不斷電擴容。供電方式采用集中供電方式進行供電，此供電方式管理簡單有限，線路簡單，可靠性也更高，投資效益高。

UPS供電方式

    2、 UPS選擇

    電力調度機房一般按照一級負荷要求設計，主要負載包括通信系統、自動化系統、調度MIS系統、應急照明系統等等。由于其負載的重要性，所以在選擇UPS時，均以選用傳統的大功率工頻機為主。以保證整個系統的可靠性。

    為進一步提高整個UPS供電系統的可靠性，建議UPS按照冗余方式進行配置，目前UPS供電方案主要“1+1”并聯冗余和雙總線方案為主。其中并聯冗余技術及系統結構簡單、性價比高、技術成熟等特點，被廣泛應用于各種規模的電力調度中心。一般情況下，UPS并機系統的可靠性，可以達到0.99999以上，遠高于一般的電網0.9的供電可靠性，滿足現有調度中心對供電可靠性的要求。

    3、 UPS輸入、輸出系統設計 

    3.1 UPS輸入配置方案

    UPS系統的交流輸入有市電I、II兩路AC380V電源供電，它們分別來自調度大樓的地下室（市電I、II）的不同配電變壓器低壓側母線。市電I、II兩路AC380V電源配置ATS自動切換開關進行切換，通過切換后的一路交流電源同時給為UPS供電。UPS輸入采用雙回路設計，即將主輸入和旁路輸入分別接到兩個不同的輸入開關，保證一旦UPS主回路空開跳脫時，UPS旁路輸入仍有電對負載進行供電，提高系統可靠性。

系統構架單線圖

    兩臺UPS的輸出經過直接并聯，輸出送到輸出總配電屏，然后再分配給各個分配電屏。兩臺UPS平時正常運行，均分負載。若其中1臺UPS故障，則故障機會迅速、可靠地鎖閉輸出，負載全部由另一臺UPS承擔；如果另一臺UPS超載，則兩臺UPS同時跳旁路，共同承擔負載。

    每臺UPS都標配靜態旁路開關和維修旁路開關，維修過程不影響負載的正常運行，如果另一臺UPS不超載，則在故障機的維修和投運過程中，負載仍可使用經另一臺UPS逆變器輸出的高品質交流電。

    同時系統配置外置式手動維修旁路。當UPS需要停機維護或者故障更換時，由于維護時間較長，通常會超過系統允許斷電的時間。此時可以通過外置式手動維護旁路，將UPS從供電系統中脫離出來，系統暫時處于市電供電狀態，直至UPS系統維護完畢，保證負載系統的持續工作運行。

    3.3 電池配置方案

    3.3.1 電池容量計算

    電池容量計算參考通信行業標準 《YD/T5040-2005 通信電源設備安裝工程設計規范》進行計算
計算公式如下：

    Q=                     （一）

    式中 : Q——蓄電池容量（Ah）

    K——安全系數，取1.25

    I——負載電流（A）

    T——電池放電小時數 （h）

    η——放電容量系數

    t——實際電池放電所在地最低溫度數值，所在地有采暖設備時，按15℃考慮，無采暖設備時，按5℃考慮；

    α——電池溫度系數（1/℃），當放電小時率≥10時，取α=0.006；當1≤放電小時率<10時，取α=0.008；當放電小率<1時，取α=0.01

    其中：      

         （二）

    式中:  S ——UPS額定容量 （KVA）

    I ——蓄電池的計算放電電流 （A）

    μ ——逆變器的效率

    U——蓄電池放電時逆變器的輸入電壓（V）（蓄電池單體電壓1.85時）

    UPS電池的總容量，應按UPS容量，采用公式（二）估算出蓄電池的計算放電電流I，再根據公式（一）算出蓄電池的容量。

    3.3.2 電池配置方案優化

    UPS系統在配置的時候，都會嚴格規定整個系統的后備時間。以系統后備1小時為例。傳統的UPS并機方案，考慮單臺UPS失效的情況，則需要為每臺UPS各配置1小時電池，共計2小時電池，以保證單機失效時系統仍然能夠保證足夠的后備時間進行后續操作。此配置方案，電池按2小時配置，不僅投資成本較高，且還需要額外占用1小時的電池空間及額外的承重投資，在舊機房改造時，往往造成過度占用空間，導致散熱不良、維護通道過窄等問題，給系統維護造成不便。

    因此，推薦在選擇UPS時，可以選用帶有并機共用電池組功能的UPS。采用共用電池組后，整個UPS系統中的蓄電池作為一個完整的儲能系統對UPS系統進行供電。當單臺UPS失效時，不影響蓄電池系統對另一臺UPS的供電，因此此時電池可以不考慮冗余。以1小時后備時間的UPS系統為例，此時僅需配置一套滿足1小時供電要求的電池組即可，比傳統方案節省減少1倍的電池使用量。可以節省大筆的電池購置費用及電池相關投資。

    3.4 典型配置

    以下是一個典型的地市級電力調度中心的UPS配置清單：

    電力調度中心大樓作為重要的電力調度和管理機構，擁有先進的調度系統、通信系統和計算機系統，同時整個核心網絡等關鍵業務的穩定運行，還需要安全、可靠及穩定的動力平臺支撐。選擇一套可靠的UPS供電系統，有助于提供整個電力調度系統穩定運行性，并優化投資方案，花合適的錢，達到希望的效果。■