電力自動化系統UPS供電方案可靠性

李勇

摘 要：目前隨著我國科技的迅速發展，越來越多的工業生產過程中都采用了自動化系統的的使用，通過使用自動化系統，能夠很好的實現對于人力資源的使用下降，這樣就為企業中能夠減少很大一部分用人的開支。所以為了對于自動化系統進行有效的保護，相關人員研制出了一種UPS供電方案來進行電力自動化系統的穩定保護。

關鍵詞：電力自動化；系統；UPS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.134

因為近些年來，計算機技術、網絡信息的大力發展，電力系統的功能也變得越來越完善，而且伴隨著社會發展的需求，傳統的工業必然會被自動化系統控制所完全的取代。但是在使用自動化系統中雖然其運作過程是一種依賴于外界穩定環境下才能夠保證持續的工作，所以在這過程中為了能夠對整個自動化控制系統的供電進行穩定的保護，為此相關人員特別提出了UPS供電方案，而在這種持續供電的保證下一些醫院、金融機構、工廠等對于電力系統穩定性較為嚴格的地方就可以不需要對外界影響下的斷電而出現重大事故進行擔憂，正是因為UPS其本身所存在的重要意義，所以本文針對UPS進行定量的研究，以供人們的參考。

1 UPS的實用性分析

在對UPS其對于保障電力自動化系統的穩定性上，相關人員給出了對應的參考指標，一般進行反應UPS的實用性指標主要包括了：平均設備發生故障時間、設備失電的頻率和系統供電的可用率這三個指數來進行說明。

（1）設備發生故障的時間。在這里主要收集的數據包括兩個方面，一個是系統發生故障的平均時間，另一個則是當系統發生了故障后UPS的修復狀態時間，這兩者所對應的一個數學期望，這兩個數據的表示我們用和來進行表示，通過這兩者數據的收據從而對失電頻率和系統供電可用率來進行計算。

（2）設備的失電頻率。在這里設備的失電頻率所表達的是再長時間系統的運行過程中，當系統受到影響或者在自身運行中出現問題時，就會出現負荷失電。而頻率所不表達的就是在一段時間內系統出現負荷失電的次數。其計算公式為：。

（3）系統供電的可用率。系統的供電可用率所表達的并不是系統在運作過程中可以用電的時長，而是指系統在穩定狀態下所保持穩定的一種概率。這種通過對于定量的分析，主要是用到的是解析法和模擬法，因為這兩種方法在對定向分析的過程中更為準確，另外隨著這些年學者的研究還提出了模糊法和神經網絡，但是在這里因為這兩種分析方法仍然處于不成熟的階段，所以暫時不考慮使用。穩態概率的表示公式為：。

2 UPS的供電方式

（1）在確定UOS進行供電的過程中，我們確定了三種不同的供電方式，首先最為簡單的一種就是單機在線。單機在線的主要工作形式為，當母線和UPS的電源都處于正常工作狀態時，UPS則是處于一種蓄電池的狀態進行充電，在充電的過程中仍然需要對連接的負載進行供電，其類似于筆記本電腦中的電池。這樣的方式，如果母線出現了故障時，則UPS中儲備的電源進行對負載的供電，當UPS出現了故障時，則由母線直接對負載進行供電。這樣就保證了不會因為斷電而造成的電氣系統出現停止運行的狀況發生。

（2）雙機備用供電模式。在電力系統中使用這種供電，其所使用的是兩個UPS供電，其效果和單機在線的方式大致相同。當系統正常運行時，母線通過和兩個UPS電源進行直接供電，UPS在充電的過程中再對負載進行供電，當UPS1出現了故障時，則母線通過UPS2進行對負載的輸電，當UPS1和UPS2同時故障時，則由母線直接對負載進行供電。這樣做的好處是當母線故障時會有兩個電源進行對負載的供電，一般是用于用電量大的電力系統，而起的缺點是構建雙機備用的UPS供電模式在結構上較為復雜，所以往往輝耀在前期耗費大量的時間，在進行維護的過程紅也需要花費很多的時間。

（3）多機實現并聯。通過將多個UPS電源進行并聯，在進行供電的這種形式，往往其功能更加的穩定，在安裝過程中因為是進行并聯，所以在結構上也較為簡單，結構簡單也就意味著當出現了故障時，維修的過程也就相對的更加快捷。但是這種并聯的方式往往其UPS電源需要的數量較多，花費也較大，更適用于大型的企業或者機構進行使用。

3 可靠性指標分析

（1）在對構建的UPS所給出的三種供電方案中，為了能夠以科學的手段對其進行對其進行評估，所以對其進行數學建模來進行穩定性的分析。在對其進行數學建模的過程中，首先可以將其內部分解為多個模塊，包括了電源、發電機、輸入母線、自轉化開關、整流、濾波等十三個模塊。這樣在實際的觀察中我們可以發現，當正常系統在供電過程中，是通過發電機和電源直接對UPS進行輸送電，當UPS一旦出現了問題后就會自動的進行切路供電。

（2）UPS蓄電的分析。在針對于UPS供電中最主要的一個環節供電環節進行分析的過程中，主要是對其蓄電池的充放電過程進行仔細的分析。一般UPS蓄電池的狀態主要分為五種形態進行展示。第一個形態為正常狀態，當蓄電池在正常狀態下時，其工作狀態應該是出于一種充電的狀態，電池的規模保持為一種浮電的轉臺。第二種形態為放電狀態，在這種形態下，一般出現的主要原因就是因為幕先出現了問題導致沒法通過母線對負載進行直接的供電，所以在這過程中為了保證系統的持續運行，UPS中的蓄電池就需要消耗自身平時所累積的電量，也就是將一種化學能轉換為電能的方式。最后就是蓄電池處于失電狀態，失電狀態就是指蓄電池自身的所儲備的電量不足而導致了輸出的電壓小于負載的需求電壓，從而造成了失電狀態。在使用UPS過程中是還有兩個狀態分別為UPS蓄電池的故障狀態，比如說因為用時教程造成的損壞，造成了UPS在進行放電的過程中出現了故障，所以為了避免這一現象還需要添加一個檢修狀態。

4 總結

本文講述了UPS的可靠性分析以及在使用UPS時的供電過程，在整個分析的過程中需要用到定向分析，這也為今后使用UPS進行電力自動化系統使用UPS方案提出了一些參考意見。

參考文獻：

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