理論研究
作者：趙雷，呂偉
摘要 大慶石化公司熱電廠現在UPS電源多，電池組多，並且電池有使用壽命，需要大量的維護工作量，定期需要對電池進行更換，經濟損失大，大慶石化公司熱電廠對不間斷電源係統的應用方麵做出優化。
關鍵詞 UPS；工作原理；優化
中圖分類號TN86 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）49-0007-01
UPS（Uninterruptable Power System）是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓、恒頻的不間斷電源。作為熱電廠的控製電源是生產運行的關鍵設備，而UPS是這些關鍵設備的保衛者。隨著新設備新產品的發展，對電力供電質量提出了越來越高的要求，都要求配置高質量的不間斷電源。
1 UPS的工作原理
UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩壓、穩頻輸出的電源保護設備。當市電正常輸入時，UPS就將市電穩壓後供給負載使用。同時對機內電池充電，把能量儲存在電池中，當市電中斷（各種原因停電）或輸入故障時，UPS即將機內電池的能量轉換為220V或380V交流電繼續供負載使用，使負載維持正常工作並保護負載軟、硬件不受損壞。而電廠專用UPS則會使用直流電源繼續供負載使用。
2 UPS的基本分類
UPS類型不同，按工作方式可分為後備式、在線互動式、雙變換在線式三大類。
2.1 後備式
應用廣泛，技術成熟，一般隻用小功率範圍，電路簡單，價格低廉。這種UPS對電壓的頻率不穩、波形畸變以及從電網侵入的幹擾等不良影響基本上沒有任何改善。因此熱電廠基本不使用該種類型的UPS。
2.2 在線互動式
使用的是工頻變壓器。從能量傳遞的角度來考慮，有3個端口；端口1連接市電輸入，端口2通過雙向變換器與蓄電池相連，端口3輸出，市電供電時，交流電經端口1流入變壓器，在穩壓電路的控製下選擇合適的變壓器抽頭拉入，同時在端口2的雙向變換器的作用下借助蓄電池的能量轉換共同調節端口3上的輸出電壓，以此來達到比較好的穩壓效果。此種方式在熱電廠已不使用。
2.3 雙變換在線式
它是串聯功率傳輸方式。實現AC→DC轉換功能，一方麵向DC→AC逆變器提供能量，同時還向蓄電池充電。該整流器多為可控矽整流器，但也有IGBT-PWM-DSP高頻變換新一代整流器。當逆變時，完成DC→AC轉換功能，向輸出端提供高質量電能，無論由市電供電或轉向電池供電，其轉換時間為零。當逆變器過載或發生故障時，逆變器停止輸出，靜態開關自動轉換，由市電直接向負載供電。靜態開關為智能型大功率無觸點開關。熱電廠在UPS係統優化之前使用的是此種方式，但如果UPS主機故障時也會出現斷電故障直接影響正常供電。
3 UPS電源在熱電廠的應用
現在大慶石化公司對供電質量要求很高，為確保對負載供電的萬無一失，常需要采用以下幾種具有“容錯”功能的冗餘供電係統：
1）主機-從機型“熱備份”冗餘供電係統：基結構是將主機UPS的交流旁路連接到從機UPS的逆變器電源輸出端，萬一主機USP出故障，可改由從機UPS帶載。這種冗餘工作方式由於沒有“擴容”功能和可能出現4毫秒的供電中斷，對供電設備的要求比較大，其應用範圍有限。