分布式是早期模块化UPS经常使用的一种架构。此类模块化UPS系统层面上等价于数台独立的UPS直接并联，其功率模块利用小型UPS改造而成，可自主独立工作，其特点是：

①除整流、逆变的控制外，均流与逻辑切换也由内部控制单元控制;

②内置容量与功率模块容量一致的静态旁路，在旁路模式时，由每个模块内的静态旁路共同承担负载。

2、分布+集中式架构

分布+集中式结构的模块化UPS设备所有的功率模块内置控制单元用于本模块的整流器与逆变器控制，而将整个系统的均流及逻辑切换等功能从模块内部控制单元中提取出来，由一个集中的控制模块控制。为了消除可能引入的单点故障，该控制模块及相应通讯总线均进行1+1冗余。当一个控制单元出现故障时，整个UPS系统中功率模块可由另一处于热备状态的控制单元无缝接管系统控制，保障系统不间断运行。同时，功率模块内不再内置静态旁路，系统配置一个静态旁路模块，其容量即为系统容量。

分散控制与分布+集中控制逻辑模式对比

分布式架构的模块化采用分散控制逻辑模式，系统中每个模块都含有一个完整独立的控制单元，系统的主控模块会通过一定的逻辑规则从系统内所有模块中选出，其余模块作为从控模块听从主控模块调度。当UPS系统中的一个从控模块出现故障时其余模块仍正常工作，当主控模块出现故障时可通过一定的竞争规则来使得另一个模块作为主控模块，保障系统继续正常工作。

分散控制逻辑模式的优点在于每个控制单元都可以完成对系统独立控制的工作，故不存在这方面的单点故障点。但缺点也很明显，首先因为主控模块既要处理本身的信号，又要协调各模块之间的信号，所以控制逻辑比较复杂，软件逻辑可靠性不高。其次各主控模块故障后，会在剩余模块中竞争产生一个模块作为主控模块，该过程中也容易发生竞争失败导致系统故障。

分布+集中式架构的功率模块内整流、逆变的控制是分布的，而均流逻辑等控制则是集中控制模式，即采用独立集中的控制模块来检测市电的频率和相位，然后向每个模块发出同步信号，各个功率模块接受到此同步信号后通过自身的控制环输出相应频率相位的正弦波。

当市电丢失时，集中控制模块会自激产生同步信号发送给各个UPS模块来保证各单元的输出同频同相。同时在均流的控制实现形式方面，集中式架构的模块化UPS依靠控制模块来检测整个系统的负载电流，然后除以系统模块数量来作为各个UPS模块的均流参考值，进而与各模块输出电流比较后求出偏差值来不断调整各模块的输出电流，以保证系统内模块间良好的均流度。分布+集中控制逻辑模式的优点在于采用独立的均流与逻辑控制单元，均流度更好，且控制逻辑层级清晰，各功率模块之间不存在竞争关系，软件逻辑可靠性较高。为了保证集中控制单元的可靠性，避免单点故障，一般采用该架构的UPS控制单元及通讯线路均会做1+1备份。1+1热备份是最常用的备份方式，其可靠性在各类系统长期运行实践中已得到验证。

UPS电源长时间使用多少会有出现一些故障,通过对UPS维修工作的统计。后备式UPS电源由于电池引发的故障为50%。在线式UPS电源因为设计电路合理,驱动功率元件容量所取的余量大,因而电源电路故障率很低,有电池引起的故障率为60%。所以,正确的使用维护好UPS电池的寿命是降低不间断电源故障的关键因素之一。

降低UPS电源电池故障的方法

1、定期检查

定期检查各单元电池的端电压和内阻。对12V单元电池来说,在检查中如果发现各单元电池间的端电压差超过0．4V以上或电他的内阻超过80mΩ以上时,应该对各单元电池进行均衡充电,以恢复电池的内阻和消除各单元电池之间的端电压不平衡。均衡充电时充电电压取13．5～13．8V即可。经过良好均衡充电处理的电池绝大多数都可将其内阻恢复到30mΩ以下。

UPS电源在运行过程中,由于各单元电池特性随时间变化而产生的上述不均衡性是不可能再依靠UPS电源内部的充电回路来消除的,所以对这种特性已发生明显不均衡性的电池组,若不及时采取脱机均充处理的话,其不均衡度就会越来越严重。

2、重新浮充

UPS电源停机10天以上,在重新开机之前,应在不加负载的条件下启动UPS电源以利用机内的充电子产品电回路重新对蓄电池浮充10～12h以上再带载运行。

UPS电源长期处于浮充状态而没有放电过程,相当于处在“储存待用”状态。如果这种状态持续的时间过长,造成蓄电池因“储存过久”而失效报废,它主要表现为电池内阻增大,严重时内阻可达几Ω。

我们发现:在室温20℃下,存储1个月后,电池可供使用的容量为其额定值的97%左右,如果储存6个月不用,它的可使用容量变为额定容量的80%。如果储存温度升高,它的可使用容量还会降低。

因此建议用户最好每隔20°C个月有意地拔掉市电输入,让UPS电源工作于由蓄电池向逆变器提供能量的状态。但这种操作不宜时间过长,在负载为额定输出的30%左右时,约放电10min即可。

如何降低UPS电源电池的故障

3、减少深度放电

电他的使用寿命与它被放电的深度密切相关。UPS电源所带的负载越轻,市电供电中断时,蓄电他的可供使用容量与其额定容量的比值越大,在此情况下,当UPS电源因电池电压过低而自动关机时电池被放电的深度就比较深。

实际过程如何减少电池被深度放电的事情发生呢?方法很简单:当UPS电源处于市电供电中断,改由蓄电池向逆变器供电状态时,绝大多数UPS电源都会以间隙4s左右响一次的周期性报警声,通知用户现在是由电池提供能量。当听到报警声变急促时,就说明电源已处于深度放电,应立即进行应急处理,关闭UPS电源。不是迫不得以,一般不要让UPS电源一直工作到因电池电压过低而自动关机才结束。

4、利用供电高峰充电

对于UPS电源长期处于市电低电压供电或频繁停电的用户来说,为防止电池因长期充电不足而过早损坏,应充分利用供电高峰(如深夜时间)对电池充电以保证电池在每次放电之后有足够的充电时间。一般电池被深度放电后,再充电至额定容量的90%至少需要10～12h左右。注意充电器的选用

UPS电源用的免维护密封电池不能用可控硅式的“快速充电器”进行充电。这是因为这种充电器会造成蓄电池同时处于既“瞬时过流充电”又“瞬时过压充电的恶劣充电状态。这种状态会使电池可供使用容量大大下降,严重时会使蓄电池报废。在采用恒压截止型充电回路的UPS电源时,注意不要将电池电压过低保护工作点调得过低,否则,在它充电初期容易产生过流充电。

当然,最好选用既具有恒流,又有恒压的充电器对其进行充电。

5、保证电源环境温度

电池可供使用的容量与环境温度密切相关。一般情况下,电池的性能参数都是室温为20℃条件下标定的,当温度低于20℃时,蓄电他的可供使用容量将会减少,而温度高于20℃时,其可供使用的容量会略有增加。不同厂家不同型号的电池受温度影响的程度不同。据统计,在-20℃时,蓄电池可供使用容量只能达到标称容量的60%左右。可见温度的影响不可忽视。

低温电池，动力电池，智能探测机器人锂电池）由于智能机器人技术飞速发展，应用领域越来越多。我司为客户量身定制的智能探测机器人锂电池具有“高能量,高密度，高循环寿命，宽泛的使用环境温度”可以在-20度至65度环境下，使机器人在恶劣环境下全天候正常工作。

随着现代社会的飞速发展，水资源的日益缺乏，监测及保护水资源已经成为全球共同话题。便携式野外水质监测仪的发明成为了工作人员进行野外长期科研测试的重要工具，而为监测仪提供高效、便携、轻便、充足的后备电源解决方案则是科研人员进行长期野外工作的重要保证。18650锂电池组因其自身所具备特有优点，已经成为此类高科技测试仪器后备电源解决方案的首选。

1、整组监测

整组电池监测作用通常设计在整流电源内(如某些高档的UPS的电池管理手机软件),测量电池组的电压，电流量和温度，开展电池充电和充放电管理，特别是在是依据工作温度转变来调节电池组的浮充电压(温度赔偿)做的较为好，在电池充放电时电压低至某低限时警报。

整组电池监测没办法发觉单电池的迟缓转变，包含单电池自身的脆化和因单电池完整性难题而产生的积淀效用，以1组48V电池组而言，假如只能1个电池在变坏，其电压转变的数据信号会被别的23只电池“淹没”。电池端电压及电池组母相电压与电池电量(充放电工作能力)不相干。整组监测没法监测电池及电池组具体容积，没法筛选在其中已脆化的电池。

2、单电池电压监测

电池监控规范中明确规定监测到每1个单电池。现阶段电信网单位应用的商品大多数全是根据该设计标准和生产制造的。制定规范后，电信网运维管理单位期待监测机器设备可以具有关键功效，而具体情况是在浮充情况，监测机器设备只有发觉极少数特性很差，浮充电压超常的电池。依据：实践经验，单电池电压监测的预警信息性较弱，可是可以获得电池无充放电及浮充情况下的电压转变状况。

3、内阻在线监测

内阻是最能反应蓄电池运行健康程度的参数，蓄电池内阻在线监测系统是针对蓄电池内电阻检验的产品系列，是电池监测技术的质变，即由被动监测电池电压到主动精准检测电池内部电阻。

数据中心对UPS供电系统的要求

建设成本低，易于扩容：合理配置，综合考虑，便于扩容。

安全可靠，性能稳定：保护功能完善，技术先进，安全可靠。

高效节能环保：UPS在绿色、节能方面的表现主要在输入功率因数、电流谐波以及整机效率等方面。

方便维护，减少人为管理成本：UPS供电系统应易于维护,便于管理。

数据中心的两种UPS供电方案

集中式供电方案

由一台大功率UPS或多台UPS组成并联供电或双总线供电系统,再通过配电集中给负载供电,这种供电方案一般情况下UPS系统与机房用电设备是分开的。

分布式供电方案

随着模块化机房的发展，由机架式UPS模块和配电模块嵌入到机房各列服务器柜阵列中，形成分布式供电解决方案。方案具有快速部署、配置灵活、扩容方便、占用空间小等优点。

设备选型

工频机UPS

采用传统相控整流UPS组成“1+1”双总线供电方案,具有很好的容错能力,提高供电系统的可靠性。

优点:控制简单、器件性能稳定，受电网影响较小，安全稳定。

缺点:整机体积大、重量大、功耗大、效率低和输入功率因数低。

高频机UPS

采用第6代IGBT整流型UPS组成“1+1”双总线供电方案,具有很好的容错能力,提高了供电系统的可靠性。

优点:输入功率因数高、电流谐波小、系统效率高、体积小、重量轻,便于安装。

缺点:高频谐波,零地电压较高,功率器件工作电压较高,器件可靠性相对工频机UPS较低。

模块化UPS

方案采用模块化UPS组成“1+1”双总线供电系统。

优点：部署简便，易于扩容:标准模块化UPS结构，，安装方便，N+X冗余性能，便于扩容。方便维护:拆装简便，方便更换维护。高效节能，功率密度大，效率高。

应用

锂电池UPS应用

概述

伴随锂电池技术的不断突破，锂电池以其体积小、重量轻、可快充快放、环保能效高等特点正在逐步替代铅酸蓄电池在UPS领域的应用。

应用行业

直流不间断电源应用

与48V的直流电源组成直流不间断电源，为通信设备供电。当市电中断时，电池组对通信设备不间断供电，保证负载正常运行；市电恢复时，UPS电池停止供电，由市电供电，并为电池充电。

移动电源应用

与逆变器或UPS主机设备组成移动式UPS电源系统，发挥其体积小重量轻的特点。

与模块化UPS组成一体化电源

与模块化UPS主机组成一体化的UPS电源系统，锂电池具有能量密度高、体积小、质量轻、寿命长、使用温度范围宽等优势。适应数据中心和通信基站等各行业的设备选择，减少了铅酸蓄电池的铅污染。

一、UPS电源应用环境

在当前的电力系统运行安全保障中，借助UPS电源，其主要可分为普通电力控制的UPS电源、电力系统信息化建设的UPS电源和电厂控制的UPS电源三大类。

(一)普通电力控制的UPS电源。

在普通电力设备运用的电力系统中，其控制UPS电源主要分为线性负载与非线性负载两种。在供电雅阁需求的情况下，采用不间断UPS电源进行电力系统供电，能够有效地保障供电的高精准度和高稳定性。同样普通电力控制的UPS电源具备低阻抗输出性，能够有效地承受电力系统电网的波动与干扰，从而在工业的生产商，普通电力控制的UPS电源呗广泛应，其重点突出在智能化的电仪表上[1]。

同样普通电力控制的UPS电源具备以下五点负载变化优势。一是应用环境优势。普通电力控制的UPS电源在应用环境上，从传统的高噪音与高污染的情况向着低耗能与低噪音的应用环境发展，因此其应用环境从传统的笨重形式朝着精细化、节能化、好可靠性应用方向的发展。二是负载优势。普通电力控制的UPS电源在负载类型上，其朝着信息化、智能化和低耗能方向的发展，从而让电力普通控制的UPS电源朝着模拟化方向的负载发展。三是负载容量提升优势。由于在负载上，普通电力控制的UPS电源已经能够在中小功率上运用，因此具备更高的精准性。四是供电高质量优势。由于普通电力控制的UPS电源能够限定更大的输出，从而导致电力供给的高精度与低失真。五是供电可靠性。由于其供电从单线朝着并联型发展，保证了供电的可靠性[2]。

(二)电力系统信息化建设中的UPS电源。

在电力系统信息化建设中的UPS电源，其主要是立足于电力系统的信息化建设。在数字电力中的UPS电源其主要作为信息数据与设备的电源保障设备，通过借助UPS电源实现电力系统的保护解决方案。同样电力系统信息化建设中的UPS电源主要高可靠性、高效率、可管理、维护性、以及高性能等优势，同样UPS电源具备更高的专业服务型。

(三)控制型UPS电源。

在电力系统中控制型UPS电源，主要应用于电厂电力系统。由于控制型UPS电源大多数为三相输入与单相输出的中功率UPS电源，其能够有效改善电厂电力系统负载较大的问题。同样由于电厂的电力系统线路简单，方便维护，因此在UPS电源控制保障性能上，其外在表现为逆变器的单相输出，借助电厂控制的UPS电源，来优化电厂的电力系统的UPS电源，在原有的三进单出的变压器改造成三金三出的形式，以此对现有存在的问题进行解决，降低电厂电力系统的不稳定因素。由于三输进单输出的UPS电源变压器本身存在不平衡电流，对电源设施的可用容量有着限制影响。因此在电厂的电力系统中，需要使用更高视高功率的UPS电源主机。对电厂的UPS电源采用二百二十伏的直流，确保电厂供电稳定性得到有效提高，借助UPS电源两台构成一加一形式的冗余系绕为UPS电源供电，借助隔离变压器与交流电压调节器作为旁路电源输入，从而实现电厂电力系统的[3]稳定运行。

二、UPS电源保障作用原理

在电力系统的安全运行当中，运用UPS电源来进行保障。其主要体现在电波变换、逆变电路和控制驱动三部分。UPS电源的电波变换能够对电力系统中交流电进行降压，调波处理，借助耦变压器实现直流供电，以此供给递变电路，在输入端，对电网进行冲击规避。同样在UPS电源保障作用中逆变电路。往往是采用大功率模块，其本身具有很大的电力功率富余量，在电力系统波动中，能够对输出端进行动态控制，从而让输出阻抗得到有效控制，让UPS电源在电力系统运行安全保障上，具备快速响应作用，运用高频、调制、限流及短路保护技术，让UPS电源的逆变器能够安全可靠地工作。在UPS电源的控制驱动性能中，其作为UPS电源功能控制的核心，不仅可以提高检测、保护、同步以及开关和显示信号等功能外，同时也能够进行正弦脉宽调制的控制。UPS电源调控主要以静态与动态双重电压反馈，让UPS电源的递变器更加稳定可靠。

三、UPS电源检修维护

在电力系统的安全运行中，借助UPS电源起到保障作用。同样在UPS电源的运用中需要注重日常维修保养。其维修保养涉及到以下五个方面。

(一)注重主机的防尘和定期除灰。

由于UPS电源主机如果灰尘沉积，在潮湿的情况下，会导致主机控制板紊乱，进而造成UPS电源主机工作失常的情况，严重的时候发出告警信号。同样灰尘的堆集，不利于UPS电源主机散热。因此在定期的检修维护中需要做好清洁工作，同时对主机接件与插接件松动进行检查。

(二)电源的检修维护。

在UPS电源的检修维护工作开展中，需要重视电池的工作情况，以及电池的蓄能情况。因此UPS电源的电磁需要定期开展一次进行一次放电作业，一次核对电池性能。UPS电源电池的检修维护工作需要关注发现与处理落后电的实际情况与性能，较强电池的检修可以防止事故发生，从而规避电磁放电中恶化为反极电池的情况。电池的检修维护需要了解全电池组工作情况的参考，通过做好记录。同样其检修维护工作需要清洁、电池两端电压检测、温度：检查以及连接检测，避免电池松动与腐蚀现象情况的出现，从而让UPS电源的电力系统安全运行保障作用得以发挥。

(三)系统故障检修策略。

在UPS电池的实际使用中，如果出现系统出现故障的情况，需要查明系统故障原因。主要是区分负载故障、UPS电源系统故障、主机故障、电池组故障，从而为检修维护工作带来便利。

(四)特殊故障维修。

在UPS电源主机出现击穿、断保险火灾烧毁器件的情况，需要彻查原因，消除故障才能够进行UPS电源重启，减少不必要相同的故障发生。

(五)电池组问题。

在UPS电源的电池组出现发电压反极问题，电压速降问题，电压差过大以及泄漏问题，需要及时采用相应的方法恢复和修复。如果不能恢复和修复，需要进行及时更换，避免整个UPS电源造成影响，因此需要提高UPS电源养护检修的准确性，对于UPS电源检修维护工作需要运用先进的技术和经验来进行处理，借助相关人员的综合能力的提升，确保合适的解决方案的实施，进而能够采取科学的检修技术来保证UPS电源故障的及时处理，为我国电力系统的安全运行提供保障。

四、UPS电源的保障作用优化措施

在UPS电源在电力系统的智能化发展，其春蓄电池使用免维修的蓄电池，为日常维修保养带来了便利。同样在UPS电源的保障作用发挥中需要注重以下优化措施的运用，从而为电力系统运行安全提供进一步的保障。

(一)环境优化。

UPS电源在电力系统安全运行的保障作用优化中，需要重视环境优化。UPS电源主机对环境温度要求不高。五摄氏度带四十摄氏度之间都均可，但要求室内清洁。由于UPS电源在电力系统的运行中，重视环境的优化，可以有效地降低UPS电源的维修养护次数。应用环境的优化，需要确保UPS电源应用主句能够在无尘干燥的环境中进行正常运行，以此实现其电力系统运行安全。

(二)参数优化与负载优化。

UPS电源在电力系统安全运行的保障作用优化中，需要参数优化处理与负载优化。在UPS电源的主机中设置的参数由于不能随意更改的特性，主要是因为改变电池组的参数，通常会对使用寿命造成影响。同样用UPS电源自行供电，需要避免UPS电源的负载启动，在UPS电源瞬间供电的情况下，冲击电流和供电电流会造成UPS电源瞬间过载，严重的情况会损坏变换器，造成故障的存在。在UPS电源的优化中需要进行开发设计，需要让UPS电源朝着高智能与免维护方面发展，实现电力系统的UPS电源的更新管代，以此保障电力系统安全运行下的设备，为我国经济的稳定发展提供保障。

(三)应用优化。

UPS电源在电力系统安全运行的保障作用优化中，需要应用优化。由于UPS电源本身工作情况下，要求的功率余量小队较小，在电力系统稳定运行中，需要避免负载增加大功率，同样也要消除满负载长期运行，因此需要在应用上进行优化。由于UPS电源自备发电机的各项指标都需要满足对输入电压的要求。同样在实际的应用当中，由于发电机的功率要远大于UPS电源功率，造成UPS电源工作异常或损坏的情况发生。在电源的应用中，由于组合电池组电压较高存在一定的电击风险，因此需要进行卸导电联接条安装，以此提升应用安全。在UPS电源应用工具上采用绝缘保护，针对输出接点安装防触摸装置。确保在电源的应用情况下都能够保证电压与电流符合规定要求，以此实现安全应用。同样针对电池短路或深度放电与电池的循环寿命之间的问题。在实际的使用中，UPS电源的电池需要规避大电流充放电，由于大电流充电与放电容易导致电池极板发生膨胀变形的情况，使得电池本身的极板活性物质脱落，从而加大电池内阻，进而对容量与寿命造成直接影响。

内部短路的原因

1、隔板质量不好或缺损，使极板活性物质穿过，致使正、负极板虚接触或直接接触。

2、隔板窜位致使正负极板相连。

3、极板上活性物质膨胀脱落，因脱落的活性物质沉积过多，致使正、负极板下部边缘或侧面边缘与沉积物相互接触而造成正负极板相连。

4、导电物体落入UPS电源电池内造成正、负极板相连。

5、焊接极群时形成的“铅流”未除尽，或装配时有“铅豆”在正负极板间存在，在充放电过程中损坏隔板造成正负极板相连。

铅蓄电池短路现象主要表现在以下几个方面

1、开路电压低，闭路电压(放电)很快达到终止电压。

2、大电流放电时，端电压迅速下降到零。

3、开路时，电解液密度很低，在低温环境中电解液会出现结冰现象。

4、充电时，电压上升很慢，始终保持低值(有时降为零)。

5、充电时，电解液温度上升很高很快。

6、充电时，电解液密度上升很慢或几乎无变化。

7、充电时不冒气泡或冒气出现很晚。