电力自动化系统中UPS供电方案的可靠性

张振嵘，张 明

（广东电网有限责任公司 广州供电局，广东 广州 510000）

0 引 言

随着社会经济的发展，人们生产生活所需的用电日益增加。因此，要明确与推广供电设备使用规范，为供电质量提供保证，从而减少运行过程中的经济损失，促进经济利益最大化，避免发生人身安全事故[1]。

1 UPS的基本相关概述

随着我国社会经济的快速发展，各地的生产与生活中对于电气的应用比重大大增加，各行各业都将电作为主要能源，因此造成了用电需求的大幅度增加。为了解决日常公众生活与生产的用电量需求，可以改进现有的供电网络和传统模式下的电力自动化系统工作方式。为了提高电力能源供应的可靠性，可以充分利用UPS和电力自动化系统各自的优势，将二者进行结合运用，从而使优势可以得到更好地发挥。

以供应电力的稳定程度为角度进行切入分析，可以发现UPS所提供的电力是不间断的，因此可以最大程度地保证供电运行的长期稳定。正因如此，目前的电力企业大多使用UPS系统与电气自动化系统相结合完成供电任务[2]。

除此之外，UPS在使用期间具有功率传输稳定的特点，同时UPS连续性电力供应和稳压等特性也被广泛应用到市场中。另外，UPS系统能够在电力输送过程发生故障后通过自身的内部模块以及线路，也就是顺应直流电源组件完成DC和AC之间的转换，并且保证这一过程中的安全性和稳定性，以此为设备的正常运行提供保证。

对所产生的作用进行分析，UPS不仅是储能设备，而且对净化能源和稳定供电起着重要作用。在向大型通信设备供电时，发生停电或电压不稳定现象都可能会产生其他重要影响。UPS在电力自动化系统中起着重要的作用，在应用时需综合多方面因素进行考虑，如电力系统的可靠性、现场实际情况以及相关行业标准等。

2 电力自动化系统UPS装置的可靠性影响因素

2.1 交、直流输入情况

当主电源输入正常时，UPS将稳定电压，然后向负载供电，最终达到为负载提供更为稳定电源的目的[3]。线式UPS的流程如图1所示。

图1 线式UPS流程图

在UPS电源中，关键功率输出模块为直流屏，同时它也是整个电力系统运行过程中对应用质量起到最重要作用的部分。保持直流屏的应用效果，可以有效保证UPS设备的平稳运行。除此之外，直流屏还拥有较大的电力存储容量，也会为UPS提供相应的电源，延长相应UPS设备的供电时间。在电源中断的情况下，还可以维持自动电力供应处理[4]。

2.2 设备的自身结构

对于UPS系统而言，在应用过程中最为重要的是其自身的结构配置。为了提高UPS系统电源的运行效率，需要优化系统处理模块，改善传统模式以此降低电源低能耗所带来的不良后果，如运行效率低下等。总而言之，UPS系统自身结构的完善程度对电力自动化系统运行过程有着重要影响，同时也对设备能否发挥出自身的优势产生制约作用，此外对于设备运行过程的可持续发展以及综合可靠性程度也产生重要影响。由此可知，要不断完善UPS设备的自身结构水平，以达到促进电力自动化系统发展的目的。

2.3 主机逆变器

继电保护装置也就是主机逆变器作为UPS的重要设置之一，可以对运行过程起到保护作用[5]。继电保护器改善电力自动化系统运行过程中的弱电不足问题，以此对电力系统运行过程中的供电稳定程度提供保证，同时还可以维护电力系统运行的合理性和可靠性。此外，主机逆变器也可以作为UPS可靠性提高的重要影响因素，当电力系统出现电压故障时（如稳定性较差），该设置可以发挥自身功能，从而对电力系统起到保护作用，通过稳定电压降低故障的发生概率。

3 电力自动化系统UPS供电方案可靠性策略

3.1 对UPS系统进行定期维修和日常检查

在电力自动化系统运行期间，如果在供电过程中发生故障，造成电源停止工作则需要检查UPS的内部结构，以此发现问题点进行针对性处理。为了保证装置在内部功能模块的作用下正常稳定地运行，还必须定期进行日常技术维护根据工作。其中最为重要的是确定系统内部基本零件的额定使用寿命，并且根据数据信息更新改进UPS系统的定期维修计划，以此确保运行期间UPS系统内部构件不会出现故障。另外还需要定时对UPS系统内部零件进行日常维护，减少安装运行过程中的故障。

通过操作可以控制UPS在应用过程中的运行，检查设备内部元件的可用性，设备运行后不可避免地会出现粉尘沉积，如果不能及时清理设备，则会导致部件基础损坏，因此日常控制和定期除尘非常重要[6]。同时，有关技术服务部门应做到每半年对蓄电池进行维修，并进行相应的充放电试验，检查电源运行水平和效率，及时更正发现的不足之处。此外，相关工作人员要熟练掌握故障检测的方法，根据设备内部元件分阶段验证过程检测方案，并通过相关验证方案达到检测过程的科学合理，使得故障检修效率提高。最后，UPS设备需要严格把控工作条件，以周围环境的温度和湿度为例，应该将二者严格把控在合理范围内，温度的最佳范围为18～27 ℃，湿度以45%～65%为最佳[7]。

3.2 采用双机并联冗余方案

UPS双并联冗余方案可以进一步提高电力自动化系统的可靠性。通过发展UPS供电方案，发挥其较高的可靠性，并进行不规则检测，实时掌握UPS设备在各运行周期的工作情况。这就需要两个UPS电源和总线共同负责系统的负载运行。如果在系统运行过程中，其中一个UPS电源发生故障不能正常使用，另一个UPS电源将继续完成作用使电力系统可以正常负载运行[8]。如果二者的故障发生时间非常接近或者为同一时间发生，那么供电操作将自动分担给总线，因此双机方案可大大防止装置内任何部件故障对负载运行的影响。

3.3 采用多机并联供电方案

多个UPS系统并联为负载供电，具体结构如图2所示，可以提高电源的稳定性[9]。多机并联在应用时以大型机构为主要使用对象，可为其内部电力供应系统提供持久的电源。同时，多机并联电源的后期维护相对简单。故障机器可直接更换，以保持不间断的电力供应，方便维修。除此之外，UPS系统的双机运行还可以对系统运行的可靠程度形成保证，不断提高稳定性[10]。

图2 多机并联结构示意图

4 结 论

电力供应系统的持续供电需要UPS供应系统的支持，UPS电源在电力自动化系统中的应用可以促进能源管理系统自身的发展，同时也能够推动UPS电源的应用和发展，共同完成电力供应的任务，从而加强使用频率和质量，充分发挥UPS系统性能的作用。

为了实现能源供应系统的持续供电，UPS系统应从实际出发。总之，要实现配电系统的UPS供电优化系统，构建完善的用电发展机制，保持电力供应系统发展的及时性，必须结合多种因素和实时性要求，将效率、可靠性、科学性以及安全性作为供电系统选择和综合控制的关键因素，充分发挥扰动的作用和价值，不但实现经济效益的提高还要获得社会效益。