所谓智能化UPS，是指将传统UPS通过与计算机相连的硬件接口，结合特殊设计的软件，以提供计算机及数据资料的双重保护。当前UPS智能化技术有两个方面：一是加强UPS新功能，与服务器上的软件协同工作，使UPS除了完成最基本的不间断供电功能外，还能实现网络上事件记录、故障告警、参数自动测试分析和调节等；另一方面是加强UPS的节能功能。
智能化的UPS，除了完成一般UPS所能完成的全部工作外，还应具备的功能是：
1）对运行中的UPS进行监测，随时将采样点的状态信息送入计算机进行处理，一方面获取UPS工作的有关参数，另一方面监视电路各部的工作状态，从中分析电路各部分工作是否正常；
2）故障时，根据监测的结果进行故障诊断，指出故障部位，给出处理办法；
3）完成部分处理工作，除了实现对UPS工作的控制外，还能在发生故障时，根据需要采取必要的应急控制，此外通过对整流部分的控制，按照对不同蓄电池的不同要求，自动完成对蓄电池的分阶段充电；
4）自动显示所检测的参数，在异常或发生故障时，可以自动记录有关异常或故障的信息；
5）按照技术说明书给出的指标，自动定期地进行自检，并形成自检记录文件；
6）能够用程序控制UPS的启动或停机，实现无人值守的自动操作；
7）具有交换信息功能，可以随时向计算机输入信息或从计算机获取信息；
8）通过通信接口与计算机互联，实现网络化监控管理。
推动UPS技术发展的主要动力在于全球计算机网络的迅速发展。为了使UPS能够更好地适应网络环境的要求，UPS正在向网络化管理和控制方向发展。新型的网络UPS采用一个集成的SNMP适配器，掉电期间，即使UPS不能通过网络传递信息，用户也可以依靠UPS通过串行端口适时关闭服务器，适配器接到UPS通信端口上，以实现网络可维持局部停机控制。网络管理人员通过网络中的网管平台，将UPS作为一个网络设备来管理，实时处理电源故障及UPS状态报警。SNMP适配器和管理软件相配合可以同时向任何管理站发出电源故障及UPS状态报警。在无人值守的情况下，当市电中断时，软件会发出告警信息，并开始倒计时，当倒计时计数到零时或电池耗尽前，软件即关闭应用程序，并将现场资料存盘后关闭系统，向UPS发出关机命令，切断UPS，当市电恢复后可自动启动UPS。
智能化的网络UPS最基本功能是在长时间断电的情况下，能安全、自动地关闭网络，确保网络系统及数据的安全性。此外，通过远程控制装置，用户也可以在远方通过电话遥控UPS，有些UPS还可将UPS状态或报警信息通过电子邮件、传真机或手机等通知外出网络管理人员。
3.5 提高UPS的可用性
从20世纪90年代中期开始，随着信息技术的高速发展和网络时代的到来，对UPS可用性的要求越来越高。所谓UPS的可用性，其物理概念是，在规定的使用期间内，UPS的正常运行时间与整个时间的比例。根据这个定义要提高UPS的可用性有两个办法：一是提高UPS的平均无故障时间MTBF，二是降低UPS的平均修复时间MTTR。提高UPS本身MTBF的传统做法是，提高功率开关器件的规格和档次；改进控制技术，提高逻辑控制组件的规格和档次；使用更先进的主电路结构；提高智能管理和通信功能；严格生产工艺，加强质量管理(ISO9000)等。但当MTBF提高到一定程度后其效果就不明显了。用降低MTTR的办法，效果是非常明显的。降低UPS的MTTR的做法有如下几种。
1）一般的做法是加强对UPS，特别是其中的关键部件的维护；充足的备件并保证其完好性；加强对维护人员操作技能的培训，特别是用户在采购UPS时就要求厂家对售后服务(包括备件提供、反应时间和修复速度)条件做出严格承诺。
2）UPS的模块化＋冗余配置，把整个UPS按电路功能分成几部分，并在结构上设计成可以插拔的模块，例如功率模块(包括整流器和逆变器)、电池模块、智能管理和通信功能模块。
3）UPS的冗余并机配置，在UPS中，可以把控制电路集中起来作为一个独立的可插拔模块，也可以把功率变换部分集中在一个结构中，作为一个可以热插拔的模块。为了适应多台UPS并联供电，也可以把每台UPS看作一个模块，在冗余热备份配置的情况下，同样可以做到故障后热插拔修复，或者使每台UPS都具备直接并机的功能。
4）用集成设计提高UPS的可用性，以适应由多种设备组成供电系统的需要。集成化UPS供电系统的基本思想和原则是，供电设备制造和供应的统一化和标准化；系统中供电设备和包括负载机架结构的一体化和连接的规范化；系统中各供电设备和环节（包括负载机架中的PDU）电源状态管理的集中化；系统中各供电设备和环节结构的模块化和连接的热插拔功能。
一个完整的供电系统的组成，除UPS设备外，还有输入配电柜、ATS转换开关、变压器、瞬态电压浪涌抑制器、负载配电开关柜、柴油发电机、交流稳压器、电池系统、各种开关、断路器、熔断器、转插板，上百乃至几百个连接点和相应的传输线。对于一个复杂的供电系统如何提高其可用性呢?仅仅解决UPS设备的可靠性显然是不够的，根据系统实际运行的故障数据表明，直接由于UPS故障引起系统宕机的比例毕竟是较少的，由于系统中其他设备和环节以及人为事故造成的故障，或者由此引发的UPS故障占大多数。但是模块化、冗余配置、热插拔修复等设计原则还是适用的。当然，系统中各种设备和管理的标准化、统一化和集中化，减少单路径故障点和大面积掉电的隐患，加快建设速度和安装的规范化、对环境和负载变化的适应性和系统的可扩展性、降低维护管理的难度和减少人为事故的几率等问题，也是要研究和解决的重点。
图7是集成化UPS供电系统示意图，虚线框内是集成化所包含的内容。
图7 集成化UPS供电系统示意图
集成化UPS系统的特点如下：
（1）由单机模块化＋冗余的UPS系统组成双总线系统，是可用性等级最高的UPS供电系统；
（2）UPS供电系统与数据中心一体化机架式结构，整个系统只有电网进线与外接线；
（3）PDU作为基本组合的一个子系统，直接配置在标准的负载机架中；
（4）该系统结构的基本组合机柜上的服务器提供了整套基础设施，这种基础设施包括IT机柜中的冷却设施、布线设施和配电设施；基础组件包含在4个子系统中，即IT机柜、机架安装PDU、环境监控以及电源和数据电缆布线。
3.6 绿色化
各种用电设备及电源装置产生的谐波电压和谐波电流，对市电电源是一种污染，随着各种政策法规的出台，对无污染的绿色UPS的呼声越来越高。要求UPS做到使用户负载既不受已污染的市电电源的影响，同时用户负载产生的谐波电压和谐波电流也不要污染市电。对于串并联补偿式UPS，它已经具备了这种功能，对于传统双变换UPS，除在输入端加装高效输入滤波器外，还应在输入整流器部分采用数控有源功率因数校正技术(PFC)，这样就可以提高输入功率因数，减少对市电电源的污染。
3.7 EPS的发展趋势
由于EPS所带负载类型的复杂性和环境的相对固定性，针对不同场合、不同负载，可对EPS功能做得更贴近现实应用。其中包括以下几方面。
1）结构组成普通EPS为了更好地结合实际应用，往往采用“多合一”的结构设计，但由于负载及环境的复杂性，也由此带来设备标准化和设计院所、用户选型的困难。解决的办法是采用模块化设计，将主机与输入或输出配电分离开来。主机模块完成主要的能量转换及通讯控制功能；配电模块实现丰富的配电管理功能。主机模块通过标准控制接口实现对配电模块的管理，如双电源自动切换功能，多回路输出功能，消防联动功能均应在配电模块中实现。
2）配电模块应增加功能EPS用于紧急负载的供电，其负载往往为非单一的负载，而这些负载在紧急情况下的关键程度不尽相同，因此，对于EPS来说，某些配电管理功能至关重要。
（1）顺序启动功能诸如，EPS的负载很大一部分是感性冲击负载，具有较大的启动电流，在选型时必须加大EPS容量，从而造成设备资源的浪费以及用户成本的增加。实际上，由于EPS负载供电的可间断性，EPS可增加一个8路或16路的可编程配电管理接口，通过对负载启动的顺序、时间进行控制，可在很大程度上解决启动冲击电流和加大选型容量的问题。
（2）部分卸载功能由EPS负载性质决定，当过载发生时，需要EPS尽可能继续工作，而不能象UPS那样进行保护性关机，因此，同样可通过配电管理接口卸除次要负载。
3）电池管理由于EPS的使用环境一般较UPS恶劣，为尽可能延长蓄电池的使用寿命，充电器应同时具备以下功能：
（1）可设定充电限流；
（2）可设定电池放电终止电压；
（3）具有自动浮充功能，充电机制应符合DIN41773标准；
（4）具有浮充电压温度补偿功能；
（5）智能电池检测功能；
本文关键字：应用技术 电工文摘，电工技术 - 电工文摘
