UPS论坛

二十世纪初，电的发明为人类带来了史无前例的变化，很多人说：电是人类最伟大的发现；二十世纪末，互联网络的应用普及，又一次给人类带来翻天覆地的变化，又有人说：互联网的到来给人类以最伟大的变革。那么，当电
遇到互联网，这两种“最伟大”的东西亲密接触后，我们看到了什么？
答案就是：我们看到了新一代的更智能、更具灵活管理特性、更可靠的网络UPS系统。21世纪是网络的世纪,所有商业活动、政府机关、个人及生活都要通过“网络”建立起信息流、物流、财务、生活、娱乐等活动流。因此,确保网络系统的正常运行,不受来自于电源的断电、瞬间低压、瞬间高压、零地电压变动、频率变动、漂移、噪声突波干扰等而丢失信息数据或误传数据，即成为建立起网络系统正常运行的一个首要考虑，也就是说，可靠的网络UPS系统是保证网络系统正常运行的重要因素。
与网络和数据休戚相关——技术篇
现在的UPS，特别是中大型UPS，已经不是一台电网停电后可以继续向负载供电的整机产品，随着UPS技术的进一步发展，它应该成为一个小型的，或者说局部的高度可靠、性能齐全、高度智能化的供电中心。而在网络化时代，UPS已经成为一个高度智能化的设备，它要对整个网络中的硬件设备、运行程序和数据以及数据的传输途径进行全面地保护，使之成为不间断网络。UPS不仅向由它直接供电的各种硬件设备提供全面的保护，还应该向它们所运行的软件以及数据传输途径提供绝对安全可靠的保护，这就意味着，UPS可配置相应的电源监控软件，SNMP（简单网管协议）管理器，使其具有远程管理能力，使用户可执行UPS与网络管理平台之间的监控和数据通信操作。
具体来说，网络UPS供电系统具有的技术特性包括：
1.高可靠性
具有能提供365天(24小时）连续提供高质量的UPS“逆变器电源”的供电能力。这就意味着，在UPS供电系统的运行中既不允许出现任何瞬间供电中断/停电事故，也不允许在UPS运行中，出现由普通的市电经交流旁路直接向用户的负载供电的局面。为此，要求UPS供电系统应满足如下要求：
UPS单机本身的“故障率”低，目前大型UPS产品的平均无故障工作时间（MTBF）为20～40万小时。
采用具有高度“容错”功能的“N＋1”型UPS冗余并机系统来进一步提高UPS供电系统的可靠性。（“1＋1”型冗余并机系统的典型MTBF值可达140～200万小时左右）。
在整套UPS供电系统中，不应存在“单点瓶颈”性故障隐患。
允许在UPS“逆变器电源”连续供电的条件下，执行“不停电”的维护和检修操作。
万一在用户设备端出现“短路”故障时，应将“故障”的影响范围缩小到尽可能小的范围。

2．高抗干扰性
UPS供电系统能为互联网设备获得100%的高“可利用率”（低“误码率”，低数据传输“丢包率”，高网络“接通率”），创造优良的运行环境。
大量的运行实践表明：“电源干扰”问题是造成互联网设备的“可利用率”下降的重要原因之一。能否尽可能地消除“电源干扰”是确保信息网络能否获得100%的高“可利用率”的关键所在。在此需说明的是：“电源干扰”不仅来源于普通的市电电网，它还来源于“设计不完善”的UPS电源本身及用户的互联网设备本身。这是因为配置在IDC（互联网数据中心）和MDC（多媒体数据中心）机房内的服务器、磁盘陈列机、交换机等均内置有“开关电源”。这种“整流滤波型”非线性负载会向UPS供电系统反射3次～23次低次谐波“干扰”，其可能带来的恶果之一是降低语音通话质量。实践证明：过大和过频出现“电源干扰”，轻者会导致互联网的传输速率下降、网络服务器的数据“丢包率”增大、modem的上网“掉线率”增大等隐形故障出现，从而导致互联网设备被迫进入“降额”使用状态，严重时还会导致网络瘫痪。举个例子，如果将用户向网络运营商租用“带宽”为64Kbit/s专线时所需付的费用作为1计算的话，当用户租用10Mbit/s和150Mbit/s的网线使用权时所需支付的费用将分别增到34和210倍。由此可见，如果因“电源干扰”问题或电磁兼容EMC问题而导致互联网进入“降额使用”状态的话，它会给网络和电信运营商的利润带来多大的损失。从这个角度来看，高速信息网络技术的迅猛发展在给UPS产业带来巨大商机的同时，也对UPS供电所能提供的电源质量提出更为严格的要求。
3．具有防雷击、抗高能浪涌的功能
雷击、闪电及电网上的高能浪涌严重威胁UPS系统和计算机网络的安全。如无相应的保护措施，将造成UPS系统及计算机网络的硬件和软件的损坏。UPS应具有这方面的保护电路，其指标应符合国家及国际安规标准。
4．过载能力强
由于计算机等负载属于整流型负载，在启动时往往有较大的瞬态冲击电流，如果UPS的过载能力弱，有可能造成严重后果导致系统不能正常安全运行。
5．智能化监控
在UPS和计算机/网络之间建立起双向通信监控管理功能。利用监控软件监控管理UPS的运行、操作。当市电中断或UPS电池低电位时，监控软件可做到将计算机中的数据自动安全存盘、系统安全关机然后关闭UPS，避免因电力突然中断而造成操作系统的损坏和数据资料的损失，以实现数据的完整性保护。
全方位构建UPS供电系统——方案篇
现在，有成千上万台的服务器、路由器和磁盘阵列等“互联网集群设备”被集中安装在同一IDC或MDC机房内，其所需的“供电电源功率密度”高达0.8KW/m2，当今在我国总电源功率需求量达1200～3000KVA的大型IDC机房的出现已屡见不鲜。这样的IDC必须具备有向入驻的各类网站、企业和用户提供能适应“突发性”的大“数据传输率”的安全保密的365天(24小时）的连续“互联网增值服务”的能力。为确保各种信息网络能获得100%的高“可利用率”，以便向它的网络用户提供高速、安全和可靠的信息资源增值服务，要求现在的UPS产品供应商不仅能提供高质量的UPS产品，而且，还要求他们具有足够的技术实力，根据不同用户的具体需求，采用“量体裁衣”式的“个性化”服务方式，为用户提供UPS供电系统的全方位解决方案、工程施工建议及完善的售后服务保障体系。一种具有“双总线输入”和“双总线输出”特性的UPS冗余供电系统框图如图1所示。

1．冗余式“双总线输入”供电系统:
其基本配置为：首先由2路/多路市电源组成冗余式市电供电系统，再由冗余式市电供电系统＋备用发电机组＋由1台/多台自动切换开关＋防雷击抗瞬态浪涌抑制器TVSS来共同组成“输入电源控制中心”，该控制中心所应完成的调控功能有：
时刻监视各种输入电源的实时运行状态，确保总是将其中“最可靠”的一路输入电源送到UPS的输入端。
能有效地阻止高能雷击“浪涌”及高能“切换瞬变”干扰被串入到UPS的输入端，以防这些高能“脉冲干扰”损坏UPS或造成UPS误动作。
2．“N＋1”型UPS冗余并机系统
目前的技术条件下，采用“N＋1”型UPS冗余并机供电方案是消除UPS供电系统出现“单点瓶颈”故障的最佳方案。它是在确保各台UPS单机的输出处于电压幅度相同，输出频率和相位相同的条件下，将“N＋1”台具有相同输出功率的UPS单机的输出端并联起来，共同向具有N台UPS单机输出功率的用户负载供电。正常工作时，由“N＋1”台UPS来平均分担负载电流。万一某台UPS出故障时，在并机控制信号的调控下，在将有故障的UPS“自动脱机”的同时，由剩下的N台UPS继续供电。
3．“双总线输出”冗余式UPS“输出配送电”系统
尽管当今的“1＋1”型UPS冗余供电系统的可靠性已达很高的水平（其平均无故障工作时间达几百万小时）。然而，根据对美国的大型IDC机房统计表明，从UPS输出端到最终用户的设备输入端仍存在如下故障隐患或“单点瓶颈”故障隐患。
79%的故障来源于UPS输出端与负载之间的供电线路（例如保险丝烧毁、断路器跳闸或不慎“短路”等）；
11%的故障来源于UPS机组及电池组；
其他故障占10%左右。
由此可见，我们应采取必要的技术措施来消除可能出现在UPS输出端的种种故障隐患。实践证明：行之有效的办法是配置如下的UPS“双总线输出”配送电系统，由“N＋1”型UPS并机系统输出的两路UPS输出电源＋UPS输出配电柜＋负载自动切换开关（LTS）。对于某些要求极高的场所，还应配置由两套“N＋1”型UPS冗余供电系统＋负载同步控制器（LBS）＋负载自动切换开关（LTS）所组成的高品质的UPS双总线输出供电系统。
目前在IDC和MDC机房机内所使用的互联网设备可大致分为三类：具有双路/三路交流输入电源端的关键性负载（例如：高级服务器，磁盘阵列机，通信设备等），这类设备约占IDC机房用互联网设备的30～50%；具有单电源输入的关键设备；具有单电源输入的非关键性设备。显而易见，对于带双路输入的关键性设备比较好处理，我们只需将从“N＋1”型UPS冗余并机供电系统所输出的两路电源分别连接到它们的两个输入端即可。对于带“单电源输入”的关键设备而言，则需将分别来自“N＋1”型UPS冗余并机供电系统的两路输出电源首先连接到自动切换开关（LTS）的两个输入端上。在此条件下，由用户自行指定其中一路输入电源为“优先供电电源”，另一路为“备用电源”，然后再将LTS的输出端连接到用户的单电源输入关键设备上。正常工作时，由“优先供电”电源经LTS向负载供电。当因故致使“优先供电电源”的电压/频率波动超过工作范围时，LTS将超快速地将另一路从UPS输出的“备用电源”同用户的负载接通，从而确保用户负载的安全运行。
软硬兼顾——选购篇
专家建议，双变换在线式UPS应是UPS的关键负载的首选机型。在线式UPS是采用将普通的市电电源首先经稳流滤波器变成稳压直流电源（AC－DC变换），然后再经逆变器变成具有稳压，无频率“突变”，无电压失真和无干扰的纯洁正弦波形的逆变器电源。当在线式UPS正常工作时，它应在100%的时间内，向用户的负载提供100%的UPS逆变器电源。与此形成鲜明对比的是：对非在线式UPS来说（后备式UPS，在线互动式UPS和Delta变换型UPS），当市电供电正常时，它们向用户所提供的是仅对市电电源的输入电压作不同程度的稳压精度调整的电源。在这种电源中，难于消除来自市电电网各种高能瞬态浪涌、频率“突变”、电压失真度及各种电磁干扰所可能带来的种种不利影响。在这种供电体制下，常见的故障现象有：计算机/网络服务器莫明其妙地“死机”，网络的数据传输率急剧下降，modem及服务器的上机“掉网率”增大，网关/路由器产生“偶发性”的自动关机/自检误启动等。数据表明，只有双变换在线式UPS电源才有可能在100%的时间内向用户提供100%的高质量的逆变器电源及确保用户负载同普通的市电电源处于“电隔离”状态。显然，这十分有利于消除来自市电电网的各种“干扰”串入到用户的负载上的可能性。由此可见，为确保用户的关键设备获得尽可能优良的电源运行环境，应首选在线式UPS。当然，对于那些使用非关键性负载用户来说，为节省投资成本，在财力不充分的条件下，也不妨选用“非在线式UPS”，因为，后者至少可以确保用户的负载获得不间断的电源供电，而无需考虑市电供电正常与否。
此外，对于应用在网络系统的UPS,其附加价值即为其在网络上的应用能力，是否拥有网络环境的监控软件可选购成为网络UPS的必备考虑，并且UPS监控软件功能的强弱也成为选择UPS的另一考虑重点了。
监控软件在网络上的运作要考虑：可多种作业平台操作，在网络上的计算机可能面临的各类计算机会有不同的操作系统.因此想要作网络监控即必需整合不同的作业平台,例如Windows3.1/95/98、WindowsNT/2000、Novell、Unix等不同作业平台,都能互传UPS的内部信息；需适用于LAN、WAN及Internet运作，无论是何网域(LAN、WAN或Internet),UPS监控软件均需能运作.；监控具有保密性，此点是网络上使用监控软件必须具备的功能,否则网络的安全性受到更严重的威协。在网络上使用的UPS,除了需有上述功能外,对于任何一种电源事件的发生,例如UPS过载、市电断电、电池低电压、电池故障等均需告警的服务，且告警的服务需能以各种方式传递至在该网络上UPS电源所供应的所有UPS，此即网络广播告警的能。此外,在无人值守且UPS快放电终了关机前,计算机做自动存盘时,亦会告知所有网络上UPS电源供应所及的所有计算机,做相应的自动存盘功能。总之,UPS在网络系统上应用时,原先为单一用户使用时所开发出的功能,均需因网络系统上的多人用户环境而改变成为多人服务的功能。