電力自動化系統中UPS電源技術的應用分析

曾偉

（中海石油（中國）有限公司崖城作業公司，廣東 深圳 518000）

在信息化時代，科技的進步為時代的發展打下了堅實的基礎，科學技術的不斷創新離不開穩定、安全的電力系統的支持，用電量的增加，供電需求的增大，給電力系統提出了更高的要求，需要在原有的基礎上保證能夠高質量、高效率、節能減排等眾多要求。隨著電力系統自動化程度的提升，雖然在大多數情況下能夠正常、平穩運行，但由于供電量大、外界環境影響或是內部出現突發問題都有可能致使突然停電、跳閘或是電壓不穩、波動等情況的發生。這種情況下需要UPS 電源的應用，能夠暫時提供穩定電源，保證重要設備、設施的正常運行。

1 UPS 電源技術原理及運行

目前，UPS 電源作為電力系統中不間斷電源，可持續供電設備，在電力系統中起到了至關重要的作用，當前科技的發展，UPS 電源技術也隨著實際應用的需要作出相應的改變與更新，但就其工作原理來進行分類，UPS 電源技術可以分為三類，一種是后備式電源，一種是在線式電源，還有后備在線式。這三種UPS 電源功能不同應用的場合也略有不同，后備式是造價較為便宜的電源，因為技術含量有限，所以不適用于重要機密場合，一般用于小型用電系統中。后備式電源分為兩路電流，一路對UPS 電源進行充電，另外一路維持電源自身的穩定，后備電源這種運行模式雖然較為簡單、技術較為簡單，但也是比較穩定的電源供應方式。在線式電源運行時能夠排除市網電壓影響，因為電壓都會經過逆轉電路，維持電壓穩定，能夠平穩、有效供電。逆變器在運行時能夠及時調節電壓，具有抗負荷、抗壓力的作用，具有自動調節、保護作用，保障長時間供電。

UPS 電源的工作原理主要利用數字化和模擬化的控制作用，同時在逆轉器的作用下，能夠實現自動控制與調節，保持電壓平穩地運行，有效儲蓄電能，保證自身能夠長時間供電，對電力系統起到維穩、臨時保護的作用。此外，UPS 電源能夠在電源出現波動或是用電高峰電力供應不足時及時解決供電問題，是大型用電場所必備設備。

圖1

UPS 電源的工作線路如圖1 所示。目前的UPS 電源系統按照各自功能，大體分為四個部分，即整流、儲能、變換和開關控制，這四個部分循環使用、相互配合、缺一不可。其中整流器通過控制外電變化輸出的幅度達到穩壓的作用，對于系統范圍內的外電的波動，基本能夠使輸出的電壓幅度保持不變。儲能部件主要是通過電池組來完成，相當于整流器外接的大的儲能容器，與此同時，能夠凈化整流器對瞬時脈沖的干擾。變換器是來控制線路頻率的穩定，其穩定程度是由振蕩頻率的幅度來決定的，避免在使用過程中造成不必要的失誤。在UPS 電源系統工作過程中，系統的開關能夠方便日常操作，對于定期的巡視檢測狀態能夠隨時調節、開關。

如圖1 所示，在用電設備正常工作時，在這個過程中，能夠同時為儲能電池進行充電；當突然停電時，UPS 電源系統開始運行，由儲能電池向用電設備提供電源，維持正常的運轉，而用電設備負荷過載時，則會通過整流器直接給用電設備供電。

2 UPS 電源技術在電力自動化系統中的應用

2.1 UPS 電源應用分析

在電力自動化應用該系統中，UPS 電源起到了關鍵性作用，是不可或缺的電力保障設備，目前，已經被各大用電企業所青睞。UPS 電源技術在與電力自動化系統相應用的時候，是有很多使用條件的，不同場合、不同的應用時起到的作用，應該在使用前注意的，避免造成不必要的損失。在應用時主要注意兩個方面的要求。應用時許多用戶在選擇時都會選擇大容量設備，可以避免停電擔憂保持更持久、穩定供電。UPS 電源應用最理想的狀態就是能夠利用轉變器將負載輸送出去，在輸送的同時，能夠有另外的一條線路進行UPS 電源的充電。既能夠節省時間，也能夠提升效率，同時還可以做到節能減排，節約資源減少能量損耗。這樣技術即使在低電量或者電量用盡時，也能夠及時輸入電能，重新啟動UPS 電源相連接的設備，保證正常供電。

2.2 UPS 電源應用對環境的要求

（1）防腐蝕和氧化。氧化反映是在生活中無時無刻都在發生的，空氣中存在氧氣，遇到反映條件時就會發生氧化作用，設備氧化的過程就是設備老化、老舊的過程，對設備的正常運行，功能的使用都會大打折扣，甚至無法正常運行、停機，而導致重大損失。腐蝕過程也是一種化學反應，是設備暴露在空氣中，受潮或是接觸到水等媒介而產生的化學反應，往往會致使設備腐蝕，無法正常使用，有時候甚至會通過UPS 電源影響到主機的使用，有很大的危害，這兩種現象一定要避免發生或是延遲發生。比如，在實際應用時，要注意UPS 電源的保護使用，做好防氧化的措施，可以套上防氧化罩或是使用化學試劑，進行全方位的保護。面對腐蝕現象，一定要做好防潮、防水的措施，濕氣是腐蝕的最大的因素，只有控制好誘發因素，從根源上杜絕，才能真正做好防腐蝕、防氧化工作。做到UPS 電源與電力自動化系統的更好應用，相互配合，發揮更大的功效。

（2）防污染和灰塵。UPS 電源設備是一種較為精密的設備，雖然對安放位置無很高要求，但對于設備的周圍運行環境要求卻非常高，需要在使用的過程中，保持環境的溫度、濕度在一定的范圍內，避免溫度過高使UPS 電源運行故障，或是濕度過大，導致設備的腐蝕或是氧化。除此之外，設備運行時一定要注意環境的整潔度，周圍灰塵較大時會致使UPS電源的污染，嚴重時會使設備短路，導致設備無法正常運行。所以在使用時，一定要注意外界環境的影響，環境因素是不確定因素，但要盡可能控制在合理的范圍內，盡量減少損害。

3 UPS 電源技術現狀及存在問題

3.1 UPS 電源技術現狀

UPS 電源技術已經較為成熟，技術上已經可以被廣泛應用，并且已投進行大批量的生產、應用，收到了較好的成效。大部分企業客戶的使用效果良好，在預計的范圍內，所遇到的問題基本可以解決，已經成為常規企業配備的辦公設備，大范圍的投入表明UPS 電源已經被大眾認可，并且收到了成效，未來的發展前景和發展空間是巨大的，其重要位置也可見一般。就目前的發展階段來說，可以說步入較為成熟的階段，已經具有完成的生產、銷售鏈，其售后服務也被廣大消費者贊譽。就其技術手段上來說，仍有進步空間，已經基本能夠匹配絕大部分電力系統，對于極端系統還需要進一步磨合、試用。對于電壓的穩定性來說，已經得到了很好的改善，以及三相電壓的不平衡度也很好地解決了，例如，切換時間、供電性能已經不是評判的標準，不再是必要因素，技術的發展已經成功解決了很多以往顧慮問題，目前的發展向著更智能、人性、便利的方向發展。

3.2 UPS 電源存在問題

雖然UPS 電源技術已經較為成熟，并且已經被廣泛應用，就目前來說，其產業鏈已經較為完整，盡管如此，UPS 電源技術仍存在一定的問題，是需要我們繼續解決的。

（1）革新成本高。在推廣直流UPS 電源時，將原有輸出的交流電壓直接改為直流電壓進行輸出，這樣使得UPS 電源輸出過程中的轉化器的使用，省去了原有過程中的重復步驟，直接進行輸出，簡單操作，方便易行，需要推廣的良好優勢。但其存在著致命的問題，就是直流電源的輸入意味著需要將整個供電系統進行大換血、大換樣，這表明原有傳統的交流電供電模式將被全部替換，這種方式前期投入過多，也會存在設備的浪費，實現可能性較小。此外，關鍵性問題是，使用直流電源必然會導致傳統的UPS 技術進行完全革新，對于一些場合應用是不具有實用性的，而且設備的替換是不可能的，所以全面的推廣較難實施。

（2）改革不徹底。UPS 電源技術的改革應該進行全方位、全覆蓋式的改革，要進行標本兼治，不能只治表面而忽視了本質特征，目前UPS 電源技術的提升只是進行設備的優化，并沒有對UPS 電源進行技術上完全的革新，在進行層層改革后仍存在根本上的漏洞，對于UPS 電源使用的可靠性并沒有提升，這點是需要繼續改進和注意的。UPS 電源技術并沒有做到充分的應用，目前的應用也只是對其基本功能的應用，簡單的維持電源持續供應，當前網絡技術的發達、人工智能的發展已經可以使UPS 電源技術與人工智能、信息網絡相呼應，UPS 電源應用應向著智能化、信息化、網絡化的方向不斷前進。

（3）制度不規范。UPS 電源仍存在設計制度不規范，監管力度不強，相關法律規范不健全，使用體系也不完善等等，這些都導致UPS 電源技術發展受到阻滯，存在著諸多的不良影響，而且安全隱患是不可避免的，這樣長久下去，未來發展的可能性在逐漸降低，是制約UPS 技術應用的決定性阻礙。

（4）推廣難度大。UPS 電源技術與電力系統的自動化應用較傳統模式來講投資具有一定的風險，傳統UPS 電源技術發展模式已經被直流UPS 電源技術逐漸取代，目前來看，只是時間上的問題，經過長久使用，許多用戶和企業會逐漸發現直流電源下UPS 電源技術應用更加廣泛，具有保障性。雖然目前推廣有一定難度，但對于未來來說，直流電源這個問題將會被慢慢解決。由此可見，傳統的UPS 電源技術的投資具有高風險、低回報，已經使許多商家望而卻步。

4 結語

根據以上的分析與研究，隨著科技的進步、人們生活水平的提高，可以看出，UPS 電源技術與自動化電力系統的應用具有很大的發展空間。目前來講，UPS 技術對于極個別情況仍有一定的限制,目前仍存在著一些的問題急需解決,但這些問題終將會被智能化、信息化、人工化所取代。本文通過對UPS 電源技術的運用原理、使用特點以及發展前景的分析，并根據當前UPS 電源技術的現狀和存在的問題，對UPS電源技術與自動化電力系統的應用進行了全面的、綜合的分析與研究。在文章闡述的過程中，可以看出有UPS 供電能力具有廣泛的應用價值，市場前景良好，在未來發展中，UPS電源技術很有可能改革為直流電源輸出，并且與當前的網絡信息化、人工智能化相結合，進行改革與革新，最終向更加智能化方向不斷發展。