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摘要:目前,用电设备数量和使用规模持续增加,人们对于电源的要求也越来越高,为了能够有效满足人们不断增长的高品质电源需求,不间断电源UPS在各领域当中逐渐得到了大范围推广运用。本文着重围绕UPS数字化控制及其并联运行关键技术进行简要分析研究。
关键词:并联运行关键技术UPS数字化控制
1引言
UPS简单来说是指一种不间断电源,实际上就是一个大容量蓄电池,外电通过整流器为蓄电池充电,蓄电池再通过逆变器为设备供电,保障电力供应的持续性和安全稳定性。目前,UPS在国家广播电视总局542台地球站的使用起到了举足轻重的作用。本文将通过探究UPS数字化控制及其并联运行关键技术,为人们正确认识UPS数字化控制与其优势提供相应帮助。
2UPS数字化控制概述
2.1基本内涵
目前,绝大多数研究人员认为UPS数字化控制就是通过使用若干UPS数字化电源,一致向同一负载设备进行不间断的安全稳定供电,即UPS并机。在实际对某一负载进行供电过程中,如果仅仅使用一个单独电源,将大大增加运行中的负载问题,从而引发相应的异常故障,如系统瘫痪、死机。由此会直接影响供电系统的正常、稳定运行,甚至造成更为严重的不良后果和巨大的经济损失。使用UPS数字化并联控制,可以有效帮助规避系统在运行过程中可能出现的负载问题,使得系统运行更加安全可靠[1]。而值得注意的是,在实现UPS数字化并联控制的过程中,在负载相同的情况下,系统中所有UPS需要均分负载中的电流,通过将各个UPS均分电流相加即可获得负载总电流。另外,在系统当中,各UPS的频率、电压等输出属性均需保持高度一致,从而为UPS数字化控制充分发挥自身应有效用奠定良好基础。
2.2组成结构
不同于其他控制,UPS数字化控制组成结构具有明显的复杂性,其组成结构通常包含逆变器、变压器、充电控制和蓄电池等。在此过程中,整流电路的主要功能包括将城市供电转变为直流,从而可有效为控制系统中弱电电路提供相应电能。不仅如此,整流电路还需要负责防范电力网运行干扰以及在给系统中充当逆变器。在其实现充电控制时,首先需要对城市电能进行相应转换,使之成为直流电后直接将其输送至给系统中的蓄电池,在蓄电池完成所有充电工作后,才会自动停止运行充电控制。系统在实际运行过程中,如果出现了过压、过载等异常、故障问题,原本为逆变器供电状态的开关将会向城市供电进行自动切换,若故障得到及时排除,系统在恢复正常运行之后,开关也将自动切换至原有状态。
3UPS数字化控制并联运行关键技术
3.1集中控制技术
目前,UPS数字化并联运行当中*常使用的一项关键技术是集中控制技术。当城市供电长时间处于相对稳定的状态,则利用控制单元精准检测城市供电频率后,便会有相应的信号自动生成,从而完成UPS系统中电压、频率等参数的校准。一旦城市供电缺乏足够的安全可靠性和稳定性,此时控制单元将会自动生成一个对应工频频率的信号,从而有效控制系统中的全部UPS电压均可维持相同电压值。对于其中产生的电流差,系统中的控制单元也将结合具体UPS情况将电流差依次附加至各UPS当中,用以对系统中的环流进行相互抵消。由此可见,集中控制技术具有良好的普适性,无论城市供电稳定与否,在使用集中控制技术下均可以有效维护系统自身的运行环境,有助于保障系统的整体运行效果。
3.2主从控制技术
主从控制技术也是现阶段UPS数字化并联控制当中使用相对比较频繁的一种关键控制技术。其作为一种分布式控制技术,将在各UPS当中分散同步信号控制权,在利用互联线的连接下,UPS可根据各自负载等相关信息进行自由交换。此时,系统当中全部UPS均跟踪同一综合同步信号。受此影响,各台UPS输出电压相位均完全相等,在交互各自分担负载的信息过程中,结合具体情况对输出电压进行相应调节,进而实现对负载进行均分的*终目的。系统当中每台UPS均拥有完全一样的工作参数,可使得冗余并机得以有效实现。通过对UPS数字化并联运行控制的相关研究可知,其通过制定一种分布式控制策略,将主控板电路细分为数字部分和模拟部分,利用模拟电路实现UPS各项重要功能,包括输出电压与电流、波形整形等;数字电路则负责进行同步信号的生成,同时需要将原本的均流控制信号向与之相对应的电压指令进行相应转化[2]。通过研究得知,对UPS数字化并联运行控制进行解耦处理,使之可以达到同步与均流控制,进而大大简化了UPS数字化并联控制流程,有助于提高并联控制成效。在进行系统中各UPS相位信息的交换时,其通过设计使用专门的并机通信电路,并搭配使用两级锁相的形式,分别利用**级锁相和第二级锁相完成城市用电相位的跟踪,以及结合自身输出电压对系统综合同步信号进行跟踪,从而使得控制UPS的主控芯片能够保持相同动作,实现UPS数字化并联控制系统相位同步功能的*大应用。在均流控制当中,通过与实际系统通信电路情况进行紧密结合,在对自身输出电流以及负载平均电流之间的实际差值进行相应计算后,直接将电流差转换成与电压指令相对应,且能够有效完成对输出电压值进行调整的指令。在准确计算出自身输出和负载平均电流瞬时值之差后,对输出电压瞬时值进行相应调整,从而保障均流控制能够获得*优动态特性。不同于以上介绍的集中式控制技术,分布式控制技术采用主从控制等相应控制模式,若控制单元中各UPS在实际运行阶段中存在异常情况或故障问题,则系统自动将控制单元转向其他运行正常的UPS,利用其中处于正常运行状态下的UPS对其他正在运行的UPS进行相应控制。因此,在分布式控制技术中,控制单元能够进行灵活转换,而这也在很大程度上提高了控制模式的安全可靠性,防止出现因UPS控制单元异常或故障而对整体系统的正常运行产生不当干扰。
3.3无互联线控制技术
作为UPS数字化并联运行控制中的另外一项关键技术,无互联线控制技术在运用过程中,由于系统各UPS电源间并没有与之相对应的信号,因此其只能够先进行输出功率[3]。在要求各个UPS电源认真检查自身输出功率,且确保各项检查结果均与标准技术要求和相关规定完全相符后,UPS将直接把输出功率分解成有功功率以及无功功率,而后结合具体的分解结果,适当调整输出电压的大小,以此*终实现均分电流的效果。在UPS数字化并联控制当中运用无互联线控制技术,不仅可为后续技术人员安装、配置、运维系统提供便利,而且在无互联线控制技术的充分运用下,还可以长时间地保障系统的安全稳定运行。
3.4UPS数字化控制及其并联运行的应用
国家广播电视总局542台UPS并机系统运行方式为两台UPS并机运行,共同为负载供电,各负责50%的负荷,当一台UPS出现异常致使逆变器关闭后,并机系统会自动倒单机运行,确保供电不间断。同时再通过局域网,在远程计算机上监测UPS各项参数和运行状态。当UPS数值和运行状态出现异常时,远程计算机会显示异态信息,以便值班人员迅速的进行故障处理。
4结语
UPS本身作为一种电源就具备良好的安全可靠性,对提高生产效率、降低生产事故和故障发生率均起到了积极的作用。由于我们对于UPS的要求愈发提高,因此在运用UPS数字化控制的过程中,结合实际情况和具体控制要求选择、运用与之相对应的并联运行关键技术尤为重要。未来,UPS数字化控制还将拥有更广泛和强大的功能,能更好服务于各行各业,以此使得我国电力系统能够长时间地实现安全稳定运行。
参考文献:
[1]郑炎坤.数字化控制UPS并联系统及其稳定性分析的研究[D].广州:华南理工大学,2013.
[2]赵悦晓.刍议UPS数字化控制及其并联运行主要技术[J].山东工业技术,2014(23):133-133.
[3]罗新蕾.大功率UPS数字控制及其并联技术的研究[J].计算机光盘软件与应用,2011(11):63.
作者:张啸晨 单位:国家广播电视总局542台
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