电力自动化系统UPS供电方案可靠性研究

沃增双

摘要：近几年，随着电力企业的快速发展，为了保证电力用户的用电质量，电力自动化系统UPS供电方案的提出，得到了行业内部的广泛重视，提高了电力企业的供电服务水平。

关键词：电力系统;UPS电源;自动化;UPS供电方案;可靠性

一、UPS电源的工作原理

随着信息技术的创新发展，电力系统运行中应用的相关技术也呈现出创新发展趋势，基于此，衍生出新型的不间断电源，即UPS电源，这种电源形式是储能装置，能够根据相关工作方式划分为后背式的UPS电源和在线式的UPS电源。从其实际的应用方面进行分析，UPS电源不仅是电源电能的存储装置，还具有较强水平的电力净化作用。

然而，电力用户在日常的用电中，普遍存在用电质量较差的现象，如电压不稳、电流不稳等诸多不良现象，而这种现象在家庭用电过程中能够承受，但是，针对计算机设备而言，会产生较大的安全问题，如，数据丢失、设备损坏等。所以，电力用户在实际的用电过程中，大部分电力企业会在电力系统中配置2台UPS电源，这2台电源为能够为系统中相关电力设备的实际运行提供直流电流，而且，在电力系统的正常运行下，2台UPS电源会各自承担50%的负荷，如果，其中的某台UPS电源出现故障问题，那么，剩余的电源就可以承担100%的负荷。

二、UPS电源的供电方式

（一）单机在线供电模式

所谓单机在线供电模式需要在母线和UPS电源的正常工作状态中，UPS电源会在蓄电池的正常工作状态中进行充电功能，但是，在UPS电源的充电过程中，需要对其连接的负载进行供电。这种形式如果出现了母线故障问题，会利用UPS电源中已经储备好的电源进行负载供电，而当UPS电源出现故障问题时，会利用母线直接对连接的负载进行供电，这样就不会因为断电问题而造成电气系统出现供电停止的不良现象。

（二）双机备用供电模式

在电力系统的供电运行过程中，利用两个UPS电源进行供电，与单机在线供电模式大體相同。在电力系统的正常运行中，母线与UPS电源通过连接进行直接供电，其中，UPS电源主要是在充电中对负载进行供电，并且，当UPS1电源出现故障问题时，母线通过UPS2电源对负载进行供电，而当2个UPS电源都出现故障问题时，母线直接对负载进行供电。但是，这种供电模式的主要优势是当母线出现故障问题时，可以利用2个电源对负载进行供电。

（三）多机并联供电模式

多机并联供电模式主要是采用并联多个UPS电源的形式，这种形式在电力系统供电过程中的应用，能够提高供电过程的整体稳定性，并且，这种供电模式在安装过程中，主要采用的是并联方式，所以，整体的安装结构较为简单，在其出现故障问题时，能够提高维修工作人员的维修速度。但是，这种并联安装结构需要较多的UPS电源，导致整体的经济成本投入会增加，因此，这种供电模式更加适用于规模较大的电力企业。

三、UPS供电方案的可靠性分析

（一）蓄电池组的可靠性

UPS电源的结构组成核心是蓄电池组，而且，UPS电源的实际工作状态包含正常工作状态、运行检修状态、放电工作状态、故障预警状态、失电工作状态，其中，正常状态分为充电状态和浮充状态，通过对蓄电池组进行分析，可以了解其平均无故障工作时间和故障平均修复时间，这两个时间都服从指数分布状态。因此，可以利用逆变法来获取蓄电池粗的平均无故障工作时间和故障平均修复时间，并根据其实际的工作特性，来得到蓄电池组的实时容量、充电时间、放电时间。

（二）发电机的可靠性

发电机是UPS电源的输入结构组成，是电源充能的主要结构。发电机的实际运行工作状态包含正常工作状态、检修维护状态、故障预警状态，其平均无故障时间和平均修复时间都满足指数分布。

（三）可靠性指标的求解和分析

根据蓄电池组的可靠性、发电机的可靠性进行分析可知，整个电力企业供电系统的状态是由其相关模块的状态所决定，因此，利用模拟法对这个系统进行可靠性分析时，要充分考虑到蓄电池组的实际容量、系统故障问题的检修情况等，通过对蓄电池组的运行状态变化进行时间抽样，找到系统中发生状态变化的最小时间，模拟时钟将时间推进到最小的时刻，来获取影响状态变化的元件。因此，为了加强供电系统的可靠性，电力企业可以提高电池的实际容量、采用UPS电源并联等。

四、结语

综上所述，加强电力自动化系统UPS电源供电方案的可靠性，对提高电力企业供电服务效果具有重要意义，因此，电力企业以及相关人员要重视UPS电源的关键环节和重点要素，采取科学的方式来强化其可靠性。

参考文献：

[1]颜权.浅谈UPS电源在电力自动化系统中的应用[J].大科技，2017（11）：60-62.

[2]吴建明.并联冗余UPS电源系统在综合自动化系统中的应用[J].数字技术与应用，2017（01）：115-116.

[3]徐卫东.电力自动化系统UPS供电方案可靠性研究[J].电气技术与经济，2018，6（06）：37-38+41.

（作者单位：南京新唐电力工程有限公司）