1.引言
近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)規(guī)模不斷增大，重要性越來(lái)越高，其對(duì)系統(tǒng)彈性、可用性、運(yùn)營(yíng)效率、可運(yùn)維性等提出了更高的要求。作為數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，UPS無(wú)疑需要匹配這種要求。在此背景下，UPS模塊化已經(jīng)成為業(yè)界的共識(shí)。與傳統(tǒng)塔式機(jī)相比較，模塊化UPS具有以下優(yōu)勢(shì)：
1）投資有效性：隨需擴(kuò)容，節(jié)省初期投資；
2）模塊冗余高可靠性：避免出現(xiàn)重大斷電事故；
3）易維護(hù)性：在線熱插拔，維護(hù)簡(jiǎn)單快速，無(wú)須轉(zhuǎn)旁路；
4）節(jié)能環(huán)保性：對(duì)電網(wǎng)污染小，高效率及模塊休眠等技術(shù)減少能源浪費(fèi)。
正因?yàn)榫哂腥绱吮姸嗟膬?yōu)點(diǎn)，目前大多數(shù)UPS廠商都已發(fā)布模塊化UPS，越來(lái)越多的用戶已經(jīng)或正在考慮使用模塊化UPS建設(shè)新數(shù)據(jù)中心。但現(xiàn)今市場(chǎng)上的模塊化UPS所采用的技術(shù)不盡相同，客戶在選用過(guò)程中有一定的困惑，本文將基于筆者的應(yīng)用實(shí)踐與理解對(duì)兩種主流架構(gòu)的模塊化UPS進(jìn)行剖析，希望能給各位讀者一些幫助及啟發(fā)。
2.模塊化UPS的兩種典型架構(gòu)
1)分布式架構(gòu)
圖1中展示了分布式模塊化UPS的系統(tǒng)架構(gòu)。
圖1 分布式結(jié)構(gòu)的模塊化UPS架構(gòu)
分布式是早期模塊化UPS經(jīng)常使用的一種架構(gòu)。此類模塊化UPS系統(tǒng)層面上等價(jià)于數(shù)臺(tái)獨(dú)立的UPS直接并聯(lián)，其功率模塊利用小型UPS改造而成，可自主獨(dú)立工作，其特點(diǎn)是：①除整流、逆變的控制外，均流與邏輯切換也由內(nèi)部控制單元控制；②內(nèi)置容量與功率模塊容量一致的靜態(tài)旁路，在旁路模式時(shí)，由每個(gè)模塊內(nèi)的靜態(tài)旁路共同承擔(dān)負(fù)載。
2)分布+集中式架構(gòu)
與之相對(duì)應(yīng)，圖2展示了另一類架構(gòu)的模塊化UPS。
圖2 分布+集中式結(jié)構(gòu)模塊化UPS架構(gòu)
分布+集中式結(jié)構(gòu)的模塊化UPS設(shè)備所有的功率模塊內(nèi)置控制單元用于本模塊的整流器與逆變器控制，而將整個(gè)系統(tǒng)的均流及邏輯切換等功能從模塊內(nèi)部控制單元中提取出來(lái)，由一個(gè)集中的控制模塊控制。為了消除可能引入的單點(diǎn)故障，該控制模塊及相應(yīng)通訊總線均進(jìn)行1+1冗余。當(dāng)一個(gè)控制單元出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)UPS系統(tǒng)中功率模塊可由另一處于熱備狀態(tài)的控制單元無(wú)縫接管系統(tǒng)控制，保障系統(tǒng)不間斷運(yùn)行。同時(shí)，功率模塊內(nèi)不再內(nèi)置靜態(tài)旁路，系統(tǒng)配置一個(gè)靜態(tài)旁路模塊，其容量即為系統(tǒng)容量。
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