创电工频UPS电源

3.1  技术方案详述

1  UPS电源选型

根据用户需求，综合考虑设备负荷特性和供电方式等，建议选用我司三进三出CDD-E系列UPS电源，其采用了最新DSP数字控制技术的双变换、在线式、工业级电源产品。

2  UPS核心控制技术介绍

= 1 \* GB3 ①  基于TI公司的最新的双核DSP（TMS320F28377）的逆变和并机的控制技术（旧产品基于DSP F2812），实现了UPS和EPS的全数字化控制；

= 2 \* GB3 ②  功率器件应用了空间矢量调制（SVPWM）技术，提高了直流电压利用率和减小了谐波含量，同容量电池后备时间与传统的SPWM调制方式相比可以提高15%以上，总谐波畸变可以抑制在3%以内；

= 3 \* GB3 ③  结合PWM模块的过流保护机制，很好限制负载峰值逆变电流、短路电流；

= 4 \* GB3 ④  12或18或24脉冲整流的程序集合在28377的CPU2里，实现整流数字化，功率因数达0.98以上，电池充电电压、电流软件可控，和逆变部分结合控制，更加安全可靠。

⑤  先进的同步均流控制技术，CAN总线传输数据，实现并机UPS严格同步，均分负载，可实现多至32台UPS冗余并联，并联系统的各UPS单机可随时并入或退出。

⑥  输出电压和电流应用优化PI与重复控制的复合控制策略，输出波形质量高，解决了三相输出不平衡抑制问题，负载特性较好，UPS单机容量达到500 KVA。

下图为2015年研发的500KVAUPS，整流和逆变各一个机柜，应用18脉冲整流技术。

图1.500KVA UPS测试中（整流和逆变各1个机柜）

3  性能特点：

²  工业级高新技术设计的三进三出工频、双变换、在线式UPS电源，容量10KVA~800KVA；

²  超宽的输入电压范围，能抑制电网的电力谐波干扰、电压瞬间跌落、高压浪涌、电压波形畸变、电磁干扰等电力污染，为计算机及其它设备提供电压稳定、波形纯正的电力供给，在恶劣的电力环境下都能为重要设备提供最完善的保护；

²  良好的负载特性：输出精度高，抗冲击能力强，负载从0到100%的跃变，无需切换到旁路，输出稳定可靠；

²  高性能的动态特性：输出电压波形采用了复合控制策略，实现了良好的动态调节，减少了输出电压失真度；

²  可实现三相独立控制，并采用抑制输出电压负序和零序分量的方法，实现了三相输出不平衡的控制，不平衡度<5%（100%不平衡负载）；

²  友好人机界面。能显示UPS的各项运行数据（如输入/输出电压、电流、频率，电池电压、工作温度等），可通过面板进行电池维护放电方式、语言选择、时间、温度、告警等方面设置，操作使用更直观方便。拥有大容量的历史记录存储空间。

²  蓄电池智能管理功能。能有效地简化电池使用维护操作程序，提高电池使用寿命。采用恒流和浮充两种方式对电池进行高效充电。同时采用智能监测系统对电池进行自动/手动充放电管理

²  具备远程的网络管理、自诊断功能：可通过网络系统在控制中心实时监测各站UPS的运行情况，开机后，UPS即开始自动对关键工作电路进行检查，便于及时发现问题；

²  完善的保护功能：具有输入、输出的过压和欠压、相序、电流过充、输出过载短路和温度过高等保护和报警功能；

²  独特的通风结构设计，结构上设计成多层装配的柜式封闭、屏蔽防护结构系统风机采用智能化调速，提高了散热效率，整机结构紧凑，体积小，，实现高效节能散热方式为向上排风带手动维修旁路开关功能，可实现不停电维修

²  自动重启功能（可选）：市电异常时，电池模式供电直到自动关机，当市电恢复时，可选用自动启动或人工启动恢复正常供电；

²  线路板均采用三防工艺，关键部件如整流器、逆变器（IGBT）等均选用进口优质的、知名品牌的零配件。

 4  UPS独特的监控方式

= 1 \* GB3 ①  应用大屏幕液晶屏，实现实时监控；

= 2 \* GB3 ②  具备Wi-Fi功能，使用智能手机或平板电脑同步操控；

= 3 \* GB3 ③  应用基于Simplici-TI协议的智能无线监控系统实现了蓄电池智能化管理：

⑴ 实时监测并将每个单体电池的运行状态参数容量、剩余容量、电压、充电电

流、放电电流、温度、内阻等实时传输给大屏幕彩色液晶触摸屏和PC机和智能手机，并具有烟雾报警功能。

⑵单套UPS电池监测系统可以同时能检测1024只电池。

⑶ 根本上解决了有线电池监控仪的连线老化以及老鼠咬断线而可能导致的电池短路引起的着火现象。