| 摘要：UPS自20世纪60年代问世以来，在全世界范围内得到了广泛地推广和应用。由于传统单机UPS存在诸多弊端，冗余式UPS逐渐得到了发展，其技术革新一直倍受关注。本文针对冗余式UPS发展的必然性，介绍冗余式UPS技术的未来发展趋势。 |
2 发展冗余式UPS的必然性
单机UPS扩容性差，一旦安装后很难扩充容量。虽然单机UPS的平均无故障时间（MTBF）较长，但对于很多用户（例如医疗、银行、金融、通信、国防等行业）而言，还是不能满足其对电源保障可靠性的要求。为解决单机UPS的众多缺点，人们开始研究冗余式UPS。
2.1电力系统扩容需求
伴随通信用电设备不断增加，对UPS的容量要求也越来越高。采用大功率开关器件的各类电源供电系统中，当因负载的增加而需加大UPS容量时，可以通过两个途径来实现:一是提高单台UPS的逆变器设计容量;二是以现有型号UPS的两台或多台电源模块进行并联工作，共同分担电力负荷以提高电网容量。相对于前一方案，第二种方案具有成本低、可靠性高以及可有效提高元件寿命的优点。因此，多模块并联技术的研究正逐渐受到重视，成为电源技术的发展方向之一。
另外，多模块并联，可以灵活构成各种功率容量，以模块化取代系列化，从而缩短研制、生产周期和降低成本，提高各类电源的标准化程度、可维护性和互换性等。为了提高供电的可靠性，在冗余并联技术问世前常采用热备份串联连接的方式，这种方式的特点是应用灵活，不外加设备，即使不同厂家、不同型号的UPS，只要有静态旁路，而且容量一样，就可以做这种连接，而且具有冗余的功能。并联冗余方案的推出，有效地解决了增容和冗余的问题，直到现在仍然是一种最佳方案。它不但可以准确地实现负载均分，而且还有着成倍的过载能力。
2.2供电可靠性需求
随着电力电子器件、控制技术及能源变换技术的发展，进一步提高UPS供电可靠性技术已成为可能，也促使了UPS组成“n＋1”型功率均分冗余并机技术的诞生。
目前，为了提高UPS的可靠性，主要采用主从结构的UPS“1＋1”并联备份，如图4所示。虽然这样在一定程度上提高了供电可靠性，但是不便于离线维护、扩容，同时也造成设备利用不充分、缺乏灵活性等方面的缺陷。对于一些不能够停电的用户（例如医疗、银行、金融、通信、国防等行业），UPS“1＋1”并联备份，还是存在很大的电力系统瘫痪隐患。
图4“1＋1”型UPS冗余结构
人们期望将多台UPS组成“n＋1”型功率均分冗余模块化方式整机冗余，类似于开关电源“n＋1”冗余结构即冗余式交流不间断供电系统（即，冗余式UPS）结构。将每个单台UPS做为单个独立的模块，各自在工作时可以自动均流；单台出现故障时，可以在不停机的状态下“热插拔”故障UPS模块；输出功率在一定范围内可以任意扩容。
图5“n＋x”型UPS冗余结构
如图5将多台UPS并联组成“n＋x”系统，其可靠性更高。该冗余度为n＋x，其中n的含义是并联系统中UPS单机的总台数，x的含义是并联系统中允许出故障的UPS单机台数。正常时这n＋x台UPS并联工作，而其中任一部分故障时都不会影响整个系统的正常运行，而且也不会留下任何隐患。这种设计从根本上解决提高UPS可靠性、灵活性、智能化、免维护等方面的问题。
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