2.4 两种并联冗余UPS系统的比较
采用并机柜的并联冗余UPS系统的主电路和控制电路比直接并联的并联冗余系统简单，因此可靠性较高，但灵活性较差，扩容不方便。在负载变化大的应用场合不宜采用有并机柜的并联冗余UPS系统。
直接并联的并联冗余UPS系统，扩容方便，可直接将一个单机UPS加到现有系统上。这种系统的缺点是，系统过载时每个单机UPS都经各自的静态旁路开关给负载供电，但各静态开关只能在它们的输入输出电缆的长度和阻抗匹配时才能均分负载。输入输出电路阻抗较小的那个静态开关将会承担全部负载，这可能引起静态开关损坏和系统故障。因此，有必要在各单机UPS旁路输入电路中增加均流电感。
3 热备用冗余UPS
热备用冗余UPS的电路与1+1并联冗余UPS的系统结构完全相同(图3)。不同的是：两个UPS中有一个是主用( UPS1)，另一个是备用 (UPS2)。正常时两UPS同步运行(但不并联运行)，只有主用UPS为负载供电，备用UPS空载运行。当主用UPS故障时，转换为由备用UPS供电，故障的主用UPS与负载断开。目前有的厂家销售的所谓“并联热备份”UPS ，实际上是热备用冗余UPS。(注：“并联热备份”的名称不准确，因为两个UPS在任何情况下也不并联。)
备用冗余UPS系统的控制电路较并联冗余UPS系统简单。但是，当从主用UPS向备用UPS转换时，备用UPS要承受100%额定阶跃负载。因此，对逆变器的动态性能要求较高。
4 隔离冗余UPS
4.1 系统组成和工作方式
隔离冗余UPS系统一般是由两个单机UPS 系统按照隔离方式连接。这两个单机UPS，一个是主UPS，另一个是冗余UPS。如图4所示，冗余UPS( UPS2)的输出直接与主UPS(UPS1)的旁路输入端连接。因为冗余UPS与主UPS串联连接，所以这种UPS也称为串联冗余UPS。
隔离冗余UPS系统有四种工作方式：
(1)正常方式
正常工作时，主UPS为负载供电，冗余UPS空载运行。主UPS 与冗余UPS的同步运行。
(2)储能方式
市电故障时，主UPS工作于储能方式继续为负载供电;冗余UPS也工作于储能方式空载运行。如果市电故障时间超过蓄电池的备用时间，主UPS转入旁路工作方式，即由工作于储能方式的冗余UPS继续为负载供电。
(3)旁路方式
主UPS故障时，主UPS自动转换到旁路工作方式，即由冗余UPS经主UPS的旁路开关为负载供电。在此期间，如果冗余UPS故障，冗余UPS也将自动转换到旁路方式，即负载由旁路电源经冗余UPS和主UPS的旁路开关供电。
如果主UPS需要停机进行维护，其维修旁路开关可以将主UPS完全隔离。负载经维修旁路开关由冗余UPS供电。
4.2 由一个冗余UPS和多个主UPS组成的隔离冗余UPS
隔离冗余UPS可以构成由一个冗余UPS为多个独立的主UPS提供备用电源的系统(图5)。每个主UPS的配电系统都是独立的。因为多个主UPS同时故障的几率比较小，所配置的冗余UPS一般只能支持一个主UPS，故当有一个主UPS转换到旁路工作时，应断开其他主UPS的旁路与冗余UPS 的连接，即转换到外部的旁路电源上(市电)。
任何一个主UPS需要进行维护时，其负载都可由冗余UPS供电，此时负载仍可以与市电电源的各种干扰隔离。冗余UPS需要维护时，可将主UPS的旁路输入转换到外部的旁路电源(市电)。
4.3 隔离冗余UPS与并联冗余UPS的比较
隔离冗余UPS与并联冗余UPS是两个最常用的冗余UPS，两者之间有一定的差别，但各有其优缺点。究竟哪一种更优越些，国内外上尚有不同的意见。目前，在我国电信系统中，并联冗余UPS使用较多。
隔离冗余UPS的优缺点：
(1)不需要复杂的逆变器并联技术，即使不同容量的UPS、不同生产厂家的UPS也可以构成隔离冗余UPS。主UPS与冗余UPS可以安装在不同的机房。因为不需要系统级转换柜，占用机房面积较小。
(2)因为负载总是由一台UPS 供电，其负荷率较高，工作效率较高。
(3)当主UPS从正常方式向旁路方式转换时，冗余UPS要承受100%负载阶跃变化。因此要求冗余UPS具有较高的动态性能。
(4)系统可靠性完全取决于主UPS向旁路转换和冗余UPS接受转换的成功与否。但转换开关是UPS的薄弱环节，转换过程往往会出故障，而且，如果转换的原因是负载故障，则冗余UPS还要向旁路转换。即需要进行两次向旁路方式的转换。
并联冗余UPS优缺点：
(1)要求稳定可靠的逆变器并联技术。但当一个UPS故障时，不需要进行电源转换，只需使故障UPS与系统脱离。目前，UPS并联和故障UPS的隔离技术已相当成熟。
(2)正常时，各UPS均分负载，在两台并联的系统中，故障UPS与系统脱离时，正常UPS只承受50%的负载阶跃变化，故对UPS逆变器的动态性能要求不太严格。
(3)任何一台UPS都可与系统完全脱离进行维护。
(4)如果负载故障，仅需进行一次向旁路方式转换，即可排除故障。
5 分布冗余UPS
上面介绍的各种冗余UPS系统与单机UPS系统相比已经相当可靠了，但是电源系统的冗余只是集中在UPS 设备，对于每个负载设备，其输入电源仍然没有冗余。在实际运行中，UPS输出端至负载之间的配电电路(包括开关和线路)的故障往往多于UPS本身的故障。因此，最重要的不是保证UPS输出端的电源可靠，而是保证负载输入端的电源可靠。基于这种考虑，提出了分布冗余UPS。
分布冗余UPS的目的是将电源系统的冗余扩展到每一个负载设备，而且应使电源系统的冗余尽可能接近负载设备的输入端。
如图6所示，分布冗余UPS系统中有两个独立的UPS系统，每个独立的UPS系统都能为全部重要负载供电，构成双母线供电系统。通过适当的配电电路，可以为单电源输入和双电源输入的各种负载设备供电。
假设负载需要300kva的UPS系统，构成冗余供电系统的常规方法是：将两个300kva的UPS连接成并联冗余或隔离冗余系统或备用冗余UPS系统。如采用分布冗余，可将同样的两个300kva的UPS用做两个独立的UPS。正常时，300kva的负载的一半接在其中一台UPS输出上(负载母线 1)，另一半负载接在另一个UPS输出上(负载母线 2)。采用适当的配电电路，就可以在所有的负载设备输入端上(不是在UPS输出端上)得到了冗余电源系统。即电源系统的冗余已分散到各个负载设备，因此称为“分布冗余”。
对于双电源输入的重要负载设备，只要任何一个输入电源正常，负载设备就可以正常工作。当两个UPS给双电源输入的负载设备供电时，只需将两个UPS电源直接接到双电源输入的负载设备的输入端，当其中一个UPS 出现故障时也不必进行电源转换。因此两个UPS是完全独立的，其输出不必同步。这种配电电路最简单。
对于单电源输入的重要负载设备，其输入电源是不允许停电的。当两个UPS给单电源输入的负载设备供电时，应采用静态转换开关(STS)，正常时由其中一个UPS为负载供电，当供电的UPS 故障时或需要维护时，静态转换开关将负载转换到由另一UPS供电。为了缩短两个UPS之间的转换时间，减少单电源输入的负载设备供电中断时间，有效地保护负载和电源设备，必须在两个UPS系统同步的情况下进行电源转换。
目前，双电源输入的负载设备正在不断增加，但是大部分负载设备还是单电源输入的。因此，分布冗余UPS的配电系统必须考虑两个UPS 的同步和相互之间转换的问题。两个独立的UPS系统 必须在全部时间内保持同步。
分布冗余UPS也可以扩容，对于较大应用系统，每个独立的UPS系统可以采用并联无冗余UPS(仅扩大容量)或并联冗余UPS(参见图6)。
本文关键字：单机 不间断电源-逆变器技术，电源动力技术 - 不间断电源-逆变器技术
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