摘要： 随着电力系统的飞速发展，各地区对电网安全经济运行都提出了更新更高的要求，这就需要不断完善和提高电力系统的自动化水平，而为了使该系统中诸如计算机、RTU、VQC和变送器等设备能够安全可靠地运行，就需要有UPS做保障。

电源从它的发源地电厂出来，通过电网、变电站、输电线路、配电，直至各个用电终端，有如人体的血液，发自心脏，通向人体的各个器官、肢体直至各个角落。数字电力，无疑为发电厂的建设、生产、管理和运行提供了现代化的手段，而数字电力的基础仍然是它的动力——电源。

1.UPS发展趋势

1.1 工业UPS发展趋势

工业化生产过程中的用电设备可分为两大类型: 线性负载和非线性负载。对于那些对供电要求较严格的苛性负载来说，通常是由不间断电源UPS系统进行供电，这是因为UPS可提供高精度、高稳定性的电压波形与频率，具有承受电网波动或扰动(浪涌、跌落、谐波)、间断甚至短时停电的能力，无论是线性负载或是非线性负载，UPS都具有低阻抗输出的特性。因此UPS电源系统在工业生产中得到广泛的应用，特别是在智能化仪表方面的应用。

随着电力应用技术的发展，UPS的负载也发生了极大的变化：

1.1.1 负载类型的变化

工业化生产特别是自动化仪器仪表已从早期的“模拟化”仪表发展到当前的“智能化、电子化”仪表，它们的区别在于：

★ 模拟仪表: 高功耗、复杂、数量大、模拟量传送、线性负载;

★ 智能化电子化仪表: 低功耗、简单化、数字化传输、非线性负载。

1.1.2 负载容量的变化

趋于中小型化，从早期的中大功率UPS(60～200KVA)为主发展到现在的中小功率UPS(30～80KVA)为主。

1.1.3 供电需求的变化

趋于高可靠性，从早期的单机型供电发展到 1+1冗余并联型供电，大大提高供电可靠性，平均故障间隔时间MTBF提高了4倍。

1.1.4 供电质量的变化

趋于输入大范围、输出高精度、低失真度。

1.1.5 应用环境的变化

高热量、高噪音、高污染的使用环境正在改造为低功耗、低噪音、洁净的环境。

总之，“又大又笨”已不再是工业型UPS的象征，工业型UPS的发展趋势正在向着小型化、中小容量、低功耗、高效率、高可靠性的方向发展。

1.2 电厂用UPS的发展趋势

电厂专用的UPS电源大多数为三相输入、单相输出的中功率UPS，因为电厂的负载大多数为单相负载，配电线路简单、维护方便。

1.2.1 什么是真正的三进单出UPS

真正的三进单出UPS内部电路为纯单相设计，主要表现在逆变器为单相输出。“假的”或经过改造的三进单出的UPS，多为三进三出UPS加上三进单出的变压器改造而成，它存在如下问题：

★ 在输出端增加了三进单出的变压器，降低了整机效率(3%～5%);

★ 三进单出的变压器仍然具有三分之一的不平衡电流(33.3%)，造成UPS可用容量的下降，因此必须使用更高视在功率的UPS主机，通常为额定输出容量的2倍，利用率降低;

★ 增大主机的尺寸和占地面积，提高购置成本。

因此在实际应用中，在复杂的市场选型中，尽可能选择真正的三进单出UPS。

1.2.2 公用220V直流母排

为了提高供电的可靠性，电厂中通常是采用两台UPS组成1+1冗余系统为负载供电，并配之以隔离变压器、交流电压调节器作为旁路电源输入。但是UPS的电池组往往被省略，直接将UPS的直流端接入220V的公共直流母排，如图1：

图1

这是因为电厂的自动化仪表DCS等往往需要直流220V输入，而每一个电厂都具有大容量的电池组，恰逢其用。但殊不知这是以降低供电可靠性为代价的省略，事实上从可靠性MTBF指标上细算起来并不划算。

假设: 单机UPS的可靠性MTBF=400,000小时

则: 两台1+1冗余并联各带一组电池的UPS，其MTBF=4×400,000=1,600,000小时;

两台1+1冗余并联共用一组电池的UPS，其MTBF=1.1×400,000=440,000小时;

而三台2+1冗余并联共用一组电池时，其MTBF=0.9×400,000=360,000小时。

由此可见，只为节省两组电池而牺牲掉近三倍的MTBF并不划算。

另一方面就是UPS的效率问题。UPS的逆变器是将直流功率转换成交流功率输出的。一般UPS的直流电压在400V～460V左右，而电厂的直流电压为220V，由此带来的问题是：直流电压越低，则逆变器的开关电流就越大，而损耗是与电流的平方成正比的，因此损耗明显增加;同时大电流需要大容量的功率开关器件、大容量的一次侧绕组，较低的直流电压也需要较高变比的变压器，这些无疑是一种潜在的开支，直接影响到设备的投资成本、运行成本、设备的折旧等等。在电力系统走向市场经济的今天乃至以后，这种情况是不容忽视的。

1.3 “数字电力”中UPS的发展趋势

“数字电力”立足于电力系统的信息化建设，无论是电网的信息化建设还是电厂的信息化建设，最终还是会归结到信息技术IT领域中来。

在IT领域中，UPS电源作为所有信息数据和设备的电源保护产品，已经发展成为成熟的技术，这不仅是指UPS电源本身，还包括了以UPS电源为核心的整个电源保护解决方案。UPS电源保护方案中的 几个要素如下:

★ 高可靠性：是指UPS及其配套的产品应具有经过多年市场验证的质量和品质，产品质量可靠;

★ 高可用性：是指UPS系统包括供电、配电等，作为一个整体具有故障容错的能力，采用冗余的配置，含有内置的手动维修旁路，采用热备份或直接并联的冗余形式;

★ 高性能：产品应具有优异的技术指标，面向非线性负载设计，输出失真度小，过载能力强，抗短路、抗冲击;

★ 高效率：节能不仅关系到初期的投资环境投资，还与后期的运行费用有关，是一个长期的经济技术指标;

★ 可管理性强: 用户的操作界面具有模拟图、中文显示、直观的功能键，易于理解和掌握，还具有深度充放电保护、自动放电检测、实时后备时间显示、温度补偿充电等等。

★ 可维护性强：维修时对负载的供电无任何影响，同时维修又是一种安全的无电操作;

★ 良好的专业服务：专业化的电源保护产品的供应商，应具有训练有素的售后服务队伍、能够及时地排除系统故障、网络式的快速服务网点、充足的备品备件储存等。