李勇

摘 要：目前隨著我國科技的迅速發(fā)展，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)過程中都采用了自動化系統(tǒng)的的使用，通過使用自動化系統(tǒng)，能夠很好的實現(xiàn)對于人力資源的使用下降，這樣就為企業(yè)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(tǒng)進(jìn)行有效的保護(hù)，相關(guān)人員研制出了一種UPS供電方案來進(jìn)行電力自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定保護(hù)。

關(guān)鍵詞：電力自動化；系統(tǒng)；UPS

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

因為近些年來，計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息的大力發(fā)展，電力系統(tǒng)的功能也變得越來越完善，而且伴隨著社會發(fā)展的需求，傳統(tǒng)的工業(yè)必然會被自動化系統(tǒng)控制所完全的取代。但是在使用自動化系統(tǒng)中雖然其運作過程是一種依賴于外界穩(wěn)定環(huán)境下才能夠保證持續(xù)的工作，所以在這過程中為了能夠?qū)φ麄€自動化控制系統(tǒng)的供電進(jìn)行穩(wěn)定的保護(hù)，為此相關(guān)人員特別提出了UPS供電方案，而在這種持續(xù)供電的保證下一些醫(yī)院、金融機構(gòu)、工廠等對于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性較為嚴(yán)格的地方就可以不需要對外界影響下的斷電而出現(xiàn)重大事故進(jìn)行擔(dān)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(jìn)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(tǒng)的穩(wěn)定性上，相關(guān)人員給出了對應(yīng)的參考指標(biāo)，一般進(jìn)行反應(yīng)UPS的實用性指標(biāo)主要包括了：平均設(shè)備發(fā)生故障時間、設(shè)備失電的頻率和系統(tǒng)供電的可用率這三個指數(shù)來進(jìn)行說明。

（1）設(shè)備發(fā)生故障的時間。在這里主要收集的數(shù)據(jù)包括兩個方面，一個是系統(tǒng)發(fā)生故障的平均時間，另一個則是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生了故障后UPS的修復(fù)狀態(tài)時間，這兩者所對應(yīng)的一個數(shù)學(xué)期望，這兩個數(shù)據(jù)的表示我們用和來進(jìn)行表示，通過這兩者數(shù)據(jù)的收據(jù)從而對失電頻率和系統(tǒng)供電可用率來進(jìn)行計算。

（2）設(shè)備的失電頻率。在這里設(shè)備的失電頻率所表達(dá)的是再長時間系統(tǒng)的運行過程中，當(dāng)系統(tǒng)受到影響或者在自身運行中出現(xiàn)問題時，就會出現(xiàn)負(fù)荷失電。而頻率所不表達(dá)的就是在一段時間內(nèi)系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)荷失電的次數(shù)。其計算公式為：。

（3）系統(tǒng)供電的可用率。系統(tǒng)的供電可用率所表達(dá)的并不是系統(tǒng)在運作過程中可以用電的時長，而是指系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下所保持穩(wěn)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(zhǔn)確，另外隨著這些年學(xué)者的研究還提出了模糊法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，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(wěn)態(tài)概率的表示公式為：。

2 UPS的供電方式

（1）在確定UOS進(jìn)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(dāng)母線和UPS的電源都處于正常工作狀態(tài)時，UPS則是處于一種蓄電池的狀態(tài)進(jìn)行充電，在充電的過程中仍然需要對連接的負(fù)載進(jìn)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(xiàn)了故障時，則UPS中儲備的電源進(jìn)行對負(fù)載的供電，當(dāng)UPS出現(xiàn)了故障時，則由母線直接對負(fù)載進(jìn)行供電。這樣就保證了不會因為斷電而造成的電氣系統(tǒng)出現(xiàn)停止運行的狀況發(fā)生。

（2）雙機備用供電模式。在電力系統(tǒng)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(dāng)系統(tǒng)正常運行時，母線通過和兩個UPS電源進(jìn)行直接供電，UPS在充電的過程中再對負(fù)載進(jìn)行供電，當(dāng)UPS1出現(xiàn)了故障時，則母線通過UPS2進(jìn)行對負(fù)載的輸電，當(dāng)UPS1和UPS2同時故障時，則由母線直接對負(fù)載進(jìn)行供電。這樣做的好處是當(dāng)母線故障時會有兩個電源進(jìn)行對負(fù)載的供電，一般是用于用電量大的電力系統(tǒng)，而起的缺點是構(gòu)建雙機備用的UPS供電模式在結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，所以往往輝耀在前期耗費大量的時間，在進(jìn)行維護(hù)的過程紅也需要花費很多的時間。

（3）多機實現(xiàn)并聯(lián)。通過將多個UPS電源進(jìn)行并聯(lián)，在進(jìn)行供電的這種形式，往往其功能更加的穩(wěn)定，在安裝過程中因為是進(jìn)行并聯(lián)，所以在結(jié)構(gòu)上也較為簡單，結(jié)構(gòu)簡單也就意味著當(dāng)出現(xiàn)了故障時，維修的過程也就相對的更加快捷。但是這種并聯(lián)的方式往往其UPS電源需要的數(shù)量較多，花費也較大，更適用于大型的企業(yè)或者機構(gòu)進(jìn)行使用。

3 可靠性指標(biāo)分析

（1）在對構(gòu)建的UPS所給出的三種供電方案中，為了能夠以科學(xué)的手段對其進(jìn)行對其進(jìn)行評估，所以對其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模來進(jìn)行穩(wěn)定性的分析。在對其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的過程中，首先可以將其內(nèi)部分解為多個模塊，包括了電源、發(fā)電機、輸入母線、自轉(zhuǎn)化開關(guān)、整流、濾波等十三個模塊。這樣在實際的觀察中我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)正常系統(tǒng)在供電過程中，是通過發(fā)電機和電源直接對UPS進(jìn)行輸送電，當(dāng)UPS一旦出現(xiàn)了問題后就會自動的進(jìn)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(huán)節(jié)供電環(huán)節(jié)進(jìn)行分析的過程中，主要是對其蓄電池的充放電過程進(jìn)行仔細(xì)的分析。一般UPS蓄電池的狀態(tài)主要分為五種形態(tài)進(jìn)行展示。第一個形態(tài)為正常狀態(tài)，當(dāng)蓄電池在正常狀態(tài)下時，其工作狀態(tài)應(yīng)該是出于一種充電的狀態(tài)，電池的規(guī)模保持為一種浮電的轉(zhuǎn)臺。第二種形態(tài)為放電狀態(tài)，在這種形態(tài)下，一般出現(xiàn)的主要原因就是因為幕先出現(xiàn)了問題導(dǎo)致沒法通過母線對負(fù)載進(jìn)行直接的供電，所以在這過程中為了保證系統(tǒng)的持續(xù)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(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的方式。最后就是蓄電池處于失電狀態(tài)，失電狀態(tài)就是指蓄電池自身的所儲備的電量不足而導(dǎo)致了輸出的電壓小于負(fù)載的需求電壓，從而造成了失電狀態(tài)。在使用UPS過程中是還有兩個狀態(tài)分別為UPS蓄電池的故障狀態(tài)，比如說因為用時教程造成的損壞，造成了UPS在進(jìn)行放電的過程中出現(xiàn)了故障，所以為了避免這一現(xiàn)象還需要添加一個檢修狀態(tài)。

4 總結(jié)

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(jìn)行電力自動化系統(tǒng)使用UPS方案提出了一些參考意見。

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