摘要：目前我国电力调度自动化系统已经实现了“四遥”功能。并随着电力系统各环节自动化设备的完善，系统可以采集存储的电网数据越来越多，电力调度自动化系统正逐渐采多种智能化技术，为了构筑安全可靠的电力调度系统，有效保障电网供电安全，有效降低电力故障，各电力公司不断加强电力信息化基础设施建设。调度自动化系统UPS电源在线监控其方向就是智能化调度运用各种手段连续监控UPS运行情况，及时发现并处理影响UPS运行的隐患，保证UPS时刻在良好状态运行是非常有必要的。
关键词：调度自动化机房；UPS电源系统；改造
前言：
现在的电力调度中心已经成了一个大型的信息数据采集、中转、通信中心，因此需要一个安全、可靠、稳定、优质的电源为调度通信中心及信息中心设备提供动力。
本文就调度自动化机房UPS供电系统设计，提出了系统各组成部分具体设计方法与原则，包括供电方式的选择、UPS配置、电池容量计算方案等；对UPS主机和电池的正确日常维护可以及时发现设备异常，提高UPS运行效率、减少故障率。
一、UPS电源简介
UPS即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器（REC），进行DC/AC变换的逆变器（INV），逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。在实际使用中，UPS有两个作用：一是应急使用，防止供电突然中断而影响信息系统软硬件设备的正常工作；二是改善电能质量，消除市电可能存在的断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰。UPS按工作原理分为后备型、双变换型与互动型三大类。后备型UPS电源在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道直接向负载供电，此时UPS主机上的逆变器不工作，只是在市电停电时，才由蓄电池供电，经逆变器驱动负载。后备型UPS转换时间较长，有短时断电，结构简单、价格便宜。
双变换型UPS结构较复杂，但性能完善，不论市电正常与否，输出都经逆变器供电，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能解决所有电源问题，大大改善供电的质量，保证了负载安全、有效的工作，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。
互动型是一种工作方式介于后备式和在线式之间的UPS电源。当市电在可接受的电压范围内供电时，UPS电源对市电不作调节直接输出到负载，此时它作为一台后备式UPS；当市电电压高于或低于可接受范围时，UPS电源启动升压或降压调节功能对负载供电，此时不使用蓄电池供电，直到市电过低、过高而不可调或市电停电时，UPS电源才使用蓄电池供电，此时它作为一台在线式UPS进行供电。
二、调度自动化机房UPS电源系统改造
UPS不间断供电电源的作用是当系统电源消失时，将电池储存的直流电能经过逆变成交流电能向负载供电，保证对负载供电的连续性和可靠性。某局调度自动化主站UPS电源系统为双机并机运行，不满足要求，因此需实施自动化系统不间断电源整改工作。由于该电源是调度自动化系统及相关辅助系统在交流断电时使用，确保改造期间调度自动化系统稳定、可靠运行，制定了详细的设计及实施方案。
1、UPS主机运行方式
UPS电源系统采用双机双母线带母联运行接线方式。双电源供电设备的两路交流输入电源分别取自UPS电源系统的两段输出母线；冗余配置的两台单电源供电设备，其交流输入电源应分别取自UPS电源系统的两段输出母线，采用STS静态切换开关连接。改造后使用两组蓄电池，一组蓄电池延用原有的蓄电池组（6×32×12V×100Ah），另外一组蓄电池用新安装的汤浅2V电池（6×32×2V×600Ah）见图1。
图1改造后地调主站UPS配电原理图
2、设计与实施
规程对UPS配置标准有了详细明确的规定，在考虑大楼机房的用电特点及负载用电特性等因素后，在分析UPS业界供电方案及UPS设备特点的同时，根据国家电力标准机房建设原则，制定出艾默生机房负载可靠的不间断供电方案。采用艾默生Hipluse U 160kVA UPS“双母线”并机加可控硅整流技术。
1）UPS及蓄电池容量的确定
⑴UPS容量较负载不宜过大，使其过度轻载运行。过度轻载运行虽有利于降低逆变器的损坏概率，但可能造成市电停电时，电池放电电流过小而放电时间偏长，在电池保护装置故障时，电池组被深度放电，而遭永久性损坏。
⑵UPS容量不宜过小，使其长期处于重载运行状态。这样虽可节省一部分投资，但由于逆变器处于重载运行，其输出波形将发生畸变，输出电压幅值抖动过大。这样既不能为负载提供优质电源，还极易造成UPS逆变器的本级驱动元件损坏，所以，即使从经济角度讲也是得不偿失。目前一般推荐UPS负载量不宜长期超过其额定容量的80%。
⑶考虑负载不断分期扩容的情况，在配置UPS容量时，应适当考虑中远期发展趋势，相应地，配置UPS输入输出配电柜时，应预留多台UPS的输入开关和中远期的负荷分路开关，以便于今后扩容。
选择采用了两台160kVA的UPS主机。为保证系统交流断电时，UPS电源能不间断地向自动化系统高质量供电，蓄电池的配置尤为重要。整个双母线系统后备时间要求达到2个小时。电池容量选择应遵循以下原则：即电池必须在后备时间内供电给逆变器，且在额定负载下，电池组电压不应下降到逆变器所允许的最低电压以下。计算公式如下：C=PL×T/（Ve×η×K），计算结果为531Ah，选择384*2V*600Ah蓄电池完全满足断电延时2个小时后备时间要求。
2）实施要求
⑴实施遵循原则
①不得影响调度自动化系统、电能量采集系统、配变监测系统、调度录音系统等在线系统的正常、连续运行。
②工程实施过程中尽量缩短各系统服务器、磁盘整列等双电源设备单电源供电的时间。
③当系统在电源转移的过程中单电源供电时，必须保证该单电源为UPS电源，且UPS电源带蓄电池组运行。
3）技术要点
设计中考虑过渡方案为：依次拆除原有的#1、#2UPS对应的电池组，搬迁至新的蓄电池房，并分别接入原有#1、#2UPS主机；在原来电池组的位置上新装#2UPS主机和交流输入配电柜2；接入0.4kVII段母线42G断路器，并接入新的蓄电池（2V），待运行正常后，拆除老的UPS主机，安装新的#1UPS主机，并接入原有蓄电池组和0.4kVI段母线41F断路器电源，功能测试正常后接入负载。这样整个施工期间调度自动化系统始终保持有足够容量的UPS电源供电，保证交流断电后系统不受影响。
结语：
电力调度中心作为重要的电力调度和管理机构，拥有先进的调度系统、通信系统和计算机系统，同时整个核心网络等关键业务的稳定运行，还需要安全、可靠及稳定的动力平台支撑。选择一套可靠的UPS供电系统，有助于提供整个电力调度系统稳定运行性，并优化投资方案，花合适的钱，达到希望的效果。
参考文献：
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[3]李焦明．大型ＵＰＳ系统应用技术要点[J]．电力自动化设备，2005，4：86－89．
论文作者:李向辉,张清华,张晓杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/28
标签：电源论文; 市电论文; 负载论文; 蓄电池论文; 系统论文; 逆变器论文; 电力论文; 《基层建设》2017年第28期论文;