臺達高智能、容錯UPS的發展趨勢

    縱觀UPS的發展歷史，由動態到靜態、由工頻到高頻、由低指標到高性能 ……，短短幾十年發生了巨大的變化，是什么原因促使它這樣發展變化呢? 

    首先，人們的需求是UPS發展變化的原動力，需求的變化決定著UPS的發展方向。當市電頻繁中斷，使生產無法正常進行時，人們需求一種不斷電的裝置，于是出現了初級的動態式UPS；當UPS的使用場所和應用范圍發生變化時，人們需求一種更輕便、更靜音的UPS，于是出現了靜態式的工頻UPS；當人們越來越追求效益、越來越重視節能環保時，人們需求效率更高、節能指標更好的UPS，于是出現了高頻UPS ……

    其次，技術進步和元器件的更新換代是UPS發展變化的客觀保障。IGBT、高性能磁性器件、CPU、DSP等功率和控制組件的出現，以及PFC、PWM波等控制技術的成熟和廣泛應用，使UPS的高功率密度、高效率、低成本、低污染等特性得以實現。

    第三，計算機和網絡技術的高速發展使UPS的需求量快速膨脹，這為UPS的發展變化提供了難得的歷史機遇。

    這三者之間相互作用，共同促進UPS的快速發展，但其中最重要、起決定性作用的因素還是人們的需求，離開了需求，技術再高，元器件再好，人們也不一定會想到將其應用到UPS中去，即便是應用了也不一定會得到市場的廣泛采用。總之，沒有需求就沒有市場，人們的需求變化引導著UPS的發展趨勢。

    那么現階段人們需要什么樣的UPS呢？

    經調查，目前人們對UPS的需求主要集中在以下五個方面:

    1.要求可靠，有沒有從來不壞的？

    2.強調可用，有沒有壞了馬上就能修好的？

    3.需要擴容，有沒有不加限制配置靈活的？

    4.投入運行，有沒有成本比別人都低的？

    5.強化管理，有沒有功能實用實施簡便的？

    其實，這五個方面基本可歸納為兩點----智能、容錯。

    人們最重視UPS的可靠性，那么有沒有從來不壞的UPS呢？沒有！不僅沒有，和整個供電系統的其它環節比較起來，UPS還是最容易壞、最不可靠的。

    來自IEEE（美國電氣與電子工程師協會）的一組數據顯示：電池的MTBF（平均無故障時間）是1402524小時，斷路器的MTBF是2502878小時，接線端子的MTBF是22993791小時，而帶靜態旁路UPS的MTBF只有156362小時，也就是15萬多小時，比系統中的電池、斷路器、接線端子等環節都低�？赡苡腥藭�說，15萬小時相當于20年的時間，可靠性已經很高了呀！其實，MTBF雖然科學，但是不可信，因為它無法測量,僅代表設備的平均無故障時間，而每次發生故障的具體時間是不確定的，即使是MTBF為20年的設備，也可能在開機運行的第一周就發生故障。 

    既然沒有從來不壞的UPS，那么人們就只能退而求其次了：能不能使UPS故障后對負載的影響達到最小，甚至沒有影響呢？能不能使故障UPS快速修復呢？為了滿足第一個需要，人們采用了串聯熱備份、1+1或者N+1并聯冗余，雙總線甚至三總線等復雜的系統解決方案。其實，方案越是復雜，故障點就越多，系統故障率也就越高，人們花巨資設法建立復雜UPS系統的目的就是為了提高系統的容錯性。

    容錯是一種能力，即UPS能夠容忍故障的能力。最能體現UPS容錯能力的指標是可用性，可用性衡量的是系統提供持續服務的能力，對于可用性高的UPS系統，當UPS發生故障時,不會影響系統的繼續運行，并且可以快速修復。隨著信息化的發展，人們對供電要求越來越高，一年365天*24小時不能斷電，所以對UPS的需求也正在由可靠性向可用性轉變�？捎眯缘墓�式如下： 

    從公式中可以看出，要想提高可用性就必須提高UPS的平均無故障時間（MTBF）或者降低UPS的平均維護時間(MTTR)。實際上要想提高UPS單機系統的可靠性是很困難的，它受到很多因素的制約。而通過降低UPS的平均維護時間(MTTR) 提高UPS的可用性卻是很有效的。

    容錯的核心是系統內部資源冗余，而資源冗余的技術支撐是模塊化。串聯熱備份、并聯冗余，雙總線甚至三總線等方案正是通過各UPS間的相互冗余達到系統容錯的。但是為達到這一目的所付出的采購、運營和維護成本等代價也是昂貴的，并且即便如此，仍然不一定滿足人們對“故障UPS快速修復”的需求，因為這些系統的模塊化程度還不夠高。以臺達海福（HIFT）系列UPS為例，真正的模塊化UPS在容錯方面具備下述優點：

    1.最高的系統可靠性。當UPS容量一定時，負載越輕，模塊冗余的數量越多，而等容量的單機或者1+1并機是無法隨負載變化而提高系統冗余度的。例如，對于由5個20kVA模塊組成的4+1冗余模塊UPS，當負載只有75%時，系統配置就變成了3+2，此時其可靠性比同容量配置的1+1并機系統高出20倍。

    2.最快的修復時間。在N+X的冗余模式下，可以在線更換故障模塊，系統修復時間完全可控，不會影響系統的正常運行， MTTR接近于0。 不僅如此，模塊標準化的返廠維修還可以降低“再發生故障率500-2000倍。

    從以上兩點結合可用性公式可以看出，模塊化UPS具有最高的可用性，也就是說其容錯能力最強。具有低成本、高效率、高可靠性，并且能夠快速修復的容錯性UPS必將成為UPS的發展趨勢。