二十世紀初，電的發(fā)明為人類(lèi)帶來(lái)了史無(wú)前例的變化，很多人說(shuō)：電是人類(lèi)最偉大的發(fā)現；二十世紀末，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )的應用普及，又一次給人類(lèi)帶來(lái)翻天覆地的變化，又有人說(shuō)：互聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)給人類(lèi)以最偉大的變革。那么，當電
遇到互聯(lián)網(wǎng)，這兩種“最偉大”的東西親密接觸后，我們看到了什么？
答案就是：我們看到了新一代的更智能、更具靈活管理特性、更可靠的網(wǎng)絡(luò )UPS系統。21世紀是網(wǎng)絡(luò )的世紀,所有商業(yè)活動(dòng)、政府機關(guān)、個(gè)人及生活都要通過(guò)“網(wǎng)絡(luò )”建立起信息流、物流、財務(wù)、生活、娛樂(lè )等活動(dòng)流。因此,確保網(wǎng)絡(luò )系統的正常運行,不受來(lái)自于電源的斷電、瞬間低壓、瞬間高壓、零地電壓變動(dòng)、頻率變動(dòng)、漂移、噪聲突波干擾等而丟失信息數據或誤傳數據，即成為建立起網(wǎng)絡(luò )系統正常運行的一個(gè)首要考慮，也就是說(shuō)，可靠的網(wǎng)絡(luò )UPS系統是保證網(wǎng)絡(luò )系統正常運行的重要因素。
與網(wǎng)絡(luò )和數據休戚相關(guān)——技術(shù)篇
現在的UPS，特別是中大型UPS，已經(jīng)不是一臺電網(wǎng)停電后可以繼續向負載供電的整機產(chǎn)品，隨著(zhù)UPS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，它應該成為一個(gè)小型的，或者說(shuō)局部的高度可靠、性能齊全、高度智能化的供電中心。而在網(wǎng)絡(luò )化時(shí)代，UPS已經(jīng)成為一個(gè)高度智能化的設備，它要對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的硬件設備、運行程序和數據以及數據的傳輸途徑進(jìn)行全面地保護，使之成為不間斷網(wǎng)絡(luò )。UPS不僅向由它直接供電的各種硬件設備提供全面的保護，還應該向它們所運行的軟件以及數據傳輸途徑提供絕對安全可靠的保護，這就意味著(zhù)，UPS可配置相應的電源監控軟件，SNMP（簡(jiǎn)單網(wǎng)管協(xié)議）管理器，使其具有遠程管理能力，使用戶(hù)可執行UPS與網(wǎng)絡(luò )管理平臺之間的監控和數據通信操作。
具體來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò )UPS供電系統具有的技術(shù)特性包括：
1.高可靠性
具有能提供365天(24小時(shí)）連續提供高質(zhì)量的UPS“逆變器電源”的供電能力。這就意味著(zhù)，在UPS供電系統的運行中既不允許出現任何瞬間供電中斷/停電事故，也不允許在UPS運行中，出現由普通的市電經(jīng)交流旁路直接向用戶(hù)的負載供電的局面。為此，要求UPS供電系統應滿(mǎn)足如下要求：
UPS單機本身的“故障率”低，目前大型UPS產(chǎn)品的平均無(wú)故障工作時(shí)間（MTBF）為20～40萬(wàn)小時(shí)。
采用具有高度“容錯”功能的“N＋1”型UPS冗余并機系統來(lái)進(jìn)一步提高UPS供電系統的可靠性。（“1＋1”型冗余并機系統的典型MTBF值可達140～200萬(wàn)小時(shí)左右）。
在整套UPS供電系統中，不應存在“單點(diǎn)瓶頸”性故障隱患。
允許在UPS“逆變器電源”連續供電的條件下，執行“不停電”的維護和檢修操作。
萬(wàn)一在用戶(hù)設備端出現“短路”故障時(shí)，應將“故障”的影響范圍縮小到盡可能小的范圍。
2．高抗干擾性
UPS供電系統能為互聯(lián)網(wǎng)設備獲得100%的高“可利用率”（低“誤碼率”，低數據傳輸“丟包率”，高網(wǎng)絡(luò )“接通率”），創(chuàng )造優(yōu)良的運行環(huán)境。
大量的運行實(shí)踐表明：“電源干擾”問(wèn)題是造成互聯(lián)網(wǎng)設備的“可利用率”下降的重要原因之一。能否盡可能地消除“電源干擾”是確保信息網(wǎng)絡(luò )能否獲得100%的高“可利用率”的關(guān)鍵所在。在此需說(shuō)明的是：“電源干擾”不僅來(lái)源于普通的市電電網(wǎng)，它還來(lái)源于“設計不完善”的UPS電源本身及用戶(hù)的互聯(lián)網(wǎng)設備本身。這是因為配置在IDC（互聯(lián)網(wǎng)數據中心）和MDC（多媒體數據中心）機房?jì)鹊姆?wù)器、磁盤(pán)陳列機、交換機等均內置有“開(kāi)關(guān)電源”。這種“整流濾波型”非線(xiàn)性負載會(huì )向UPS供電系統反射3次～23次低次諧波“干擾”，其可能帶來(lái)的惡果之一是降低語(yǔ)音通話(huà)質(zhì)量。實(shí)踐證明：過(guò)大和過(guò)頻出現“電源干擾”，輕者會(huì )導致互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率下降、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器的數據“丟包率”增大、modem的上網(wǎng)“掉線(xiàn)率”增大等隱形故障出現，從而導致互聯(lián)網(wǎng)設備被迫進(jìn)入“降額”使用狀態(tài)，嚴重時(shí)還會(huì )導致網(wǎng)絡(luò )癱瘓。舉個(gè)例子，如果將用戶(hù)向網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商租用“帶寬”為64Kbit/s專(zhuān)線(xiàn)時(shí)所需付的費用作為1計算的話(huà)，當用戶(hù)租用10Mbit/s和150Mbit/s的網(wǎng)線(xiàn)使用權時(shí)所需支付的費用將分別增到34和210倍。由此可見(jiàn)，如果因“電源干擾”問(wèn)題或電磁兼容EMC問(wèn)題而導致互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入“降額使用”狀態(tài)的話(huà)，它會(huì )給網(wǎng)絡(luò )和電信運營(yíng)商的利潤帶來(lái)多大的損失。從這個(gè)角度來(lái)看，高速信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的迅猛發(fā)展在給UPS產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大商機的同時(shí)，也對UPS供電所能提供的電源質(zhì)量提出更為嚴格的要求。
3．具有防雷擊、抗高能浪涌的功能
雷擊、閃電及電網(wǎng)上的高能浪涌嚴重威脅UPS系統和計算機網(wǎng)絡(luò )的安全。如無(wú)相應的保護措施，將造成UPS系統及計算機網(wǎng)絡(luò )的硬件和軟件的損壞。UPS應具有這方面的保護電路，其指標應符合國家及國際安規標準。
4．過(guò)載能力強
由于計算機等負載屬于整流型負載，在啟動(dòng)時(shí)往往有較大的瞬態(tài)沖擊電流，如果UPS的過(guò)載能力弱，有可能造成嚴重后果導致系統不能正常安全運行。
5．智能化監控
在UPS和計算機/網(wǎng)絡(luò )之間建立起雙向通信監控管理功能。利用監控軟件監控管理UPS的運行、操作。當市電中斷或UPS電池低電位時(shí)，監控軟件可做到將計算機中的數據自動(dòng)安全存盤(pán)、系統安全關(guān)機然后關(guān)閉UPS，避免因電力突然中斷而造成操作系統的損壞和數據資料的損失，以實(shí)現數據的完整性保護。
全方位構建UPS供電系統——方案篇
現在，有成千上萬(wàn)臺的服務(wù)器、路由器和磁盤(pán)陣列等“互聯(lián)網(wǎng)集群設備”被集中安裝在同一IDC或MDC機房?jì)?，其所需的“供電電源功率密度”高達0.8KW/m2，當今在我國總電源功率需求量達1200～3000KVA的大型IDC機房的出現已屢見(jiàn)不鮮。這樣的IDC必須具備有向入駐的各類(lèi)網(wǎng)站、企業(yè)和用戶(hù)提供能適應“突發(fā)性”的大“數據傳輸率”的安全保密的365天(24小時(shí)）的連續“互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)”的能力。為確保各種信息網(wǎng)絡(luò )能獲得100%的高“可利用率”，以便向它的網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)提供高速、安全和可靠的信息資源增值服務(wù)，要求現在的UPS產(chǎn)品供應商不僅能提供高質(zhì)量的UPS產(chǎn)品，而且，還要求他們具有足夠的技術(shù)實(shí)力，根據不同用戶(hù)的具體需求，采用“量體裁衣”式的“個(gè)性化”服務(wù)方式，為用戶(hù)提供UPS供電系統的全方位解決方案、工程施工建議及完善的售后服務(wù)保障體系。一種具有“雙總線(xiàn)輸入”和“雙總線(xiàn)輸出”特性的UPS冗余供電系統框圖如圖1所示。
1．冗余式“雙總線(xiàn)輸入”供電系統:
其基本配置為：首先由2路/多路市電源組成冗余式市電供電系統，再由冗余式市電供電系統＋備用發(fā)電機組＋由1臺/多臺自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)＋防雷擊抗瞬態(tài)浪涌抑制器TVSS來(lái)共同組成“輸入電源控制中心”，該控制中心所應完成的調控功能有：
時(shí)刻監視各種輸入電源的實(shí)時(shí)運行狀態(tài)，確?？偸菍⑵渲小白羁煽俊钡囊宦份斎腚娫此偷経PS的輸入端。
能有效地阻止高能雷擊“浪涌”及高能“切換瞬變”干擾被串入到UPS的輸入端，以防這些高能“脈沖干擾”損壞UPS或造成UPS誤動(dòng)作。
2．“N＋1”型UPS冗余并機系統
目前的技術(shù)條件下，采用“N＋1”型UPS冗余并機供電方案是消除UPS供電系統出現“單點(diǎn)瓶頸”故障的最佳方案。它是在確保各臺UPS單機的輸出處于電壓幅度相同，輸出頻率和相位相同的條件下，將“N＋1”臺具有相同輸出功率的UPS單機的輸出端并聯(lián)起來(lái)，共同向具有N臺UPS單機輸出功率的用戶(hù)負載供電。正常工作時(shí)，由“N＋1”臺UPS來(lái)平均分擔負載電流。萬(wàn)一某臺UPS出故障時(shí)，在并機控制信號的調控下，在將有故障的UPS“自動(dòng)脫機”的同時(shí)，由剩下的N臺UPS繼續供電。
3．“雙總線(xiàn)輸出”冗余式UPS“輸出配送電”系統
盡管當今的“1＋1”型UPS冗余供電系統的可靠性已達很高的水平（其平均無(wú)故障工作時(shí)間達幾百萬(wàn)小時(shí)）。然而，根據對美國的大型IDC機房統計表明，從UPS輸出端到最終用戶(hù)的設備輸入端仍存在如下故障隱患或“單點(diǎn)瓶頸”故障隱患。
79%的故障來(lái)源于UPS輸出端與負載之間的供電線(xiàn)路（例如保險絲燒毀、斷路器跳閘或不慎“短路”等）；
11%的故障來(lái)源于UPS機組及電池組；
其他故障占10%左右。
由此可見(jiàn)，我們應采取必要的技術(shù)措施來(lái)消除可能出現在UPS輸出端的種種故障隱患。實(shí)踐證明：行之有效的辦法是配置如下的UPS“雙總線(xiàn)輸出”配送電系統，由“N＋1”型UPS并機系統輸出的兩路UPS輸出電源＋UPS輸出配電柜＋負載自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)（LTS）。對于某些要求極高的場(chǎng)所，還應配置由兩套“N＋1”型UPS冗余供電系統＋負載同步控制器（LBS）＋負載自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)（LTS）所組成的高品質(zhì)的UPS雙總線(xiàn)輸出供電系統。
目前在IDC和MDC機房機內所使用的互聯(lián)網(wǎng)設備可大致分為三類(lèi)：具有雙路/三路交流輸入電源端的關(guān)鍵性負載（例如：高級服務(wù)器，磁盤(pán)陣列機，通信設備等），這類(lèi)設備約占IDC機房用互聯(lián)網(wǎng)設備的30～50%；具有單電源輸入的關(guān)鍵設備；具有單電源輸入的非關(guān)鍵性設備。顯而易見(jiàn)，對于帶雙路輸入的關(guān)鍵性設備比較好處理，我們只需將從“N＋1”型UPS冗余并機供電系統所輸出的兩路電源分別連接到它們的兩個(gè)輸入端即可。對于帶“單電源輸入”的關(guān)鍵設備而言，則需將分別來(lái)自“N＋1”型UPS冗余并機供電系統的兩路輸出電源首先連接到自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)（LTS）的兩個(gè)輸入端上。在此條件下，由用戶(hù)自行指定其中一路輸入電源為“優(yōu)先供電電源”，另一路為“備用電源”，然后再將LTS的輸出端連接到用戶(hù)的單電源輸入關(guān)鍵設備上。正常工作時(shí)，由“優(yōu)先供電”電源經(jīng)LTS向負載供電。當因故致使“優(yōu)先供電電源”的電壓/頻率波動(dòng)超過(guò)工作范圍時(shí)，LTS將超快速地將另一路從UPS輸出的“備用電源”同用戶(hù)的負載接通，從而確保用戶(hù)負載的安全運行。
軟硬兼顧——選購篇
專(zhuān)家建議，雙變換在線(xiàn)式UPS應是UPS的關(guān)鍵負載的首選機型。在線(xiàn)式UPS是采用將普通的市電電源首先經(jīng)穩流濾波器變成穩壓直流電源（AC－DC變換），然后再經(jīng)逆變器變成具有穩壓，無(wú)頻率“突變”，無(wú)電壓失真和無(wú)干擾的純潔正弦波形的逆變器電源。當在線(xiàn)式UPS正常工作時(shí)，它應在100%的時(shí)間內，向用戶(hù)的負載提供100%的UPS逆變器電源。與此形成鮮明對比的是：對非在線(xiàn)式UPS來(lái)說(shuō)（后備式UPS，在線(xiàn)互動(dòng)式UPS和Delta變換型UPS），當市電供電正常時(shí)，它們向用戶(hù)所提供的是僅對市電電源的輸入電壓作不同程度的穩壓精度調整的電源。在這種電源中，難于消除來(lái)自市電電網(wǎng)各種高能瞬態(tài)浪涌、頻率“突變”、電壓失真度及各種電磁干擾所可能帶來(lái)的種種不利影響。在這種供電體制下，常見(jiàn)的故障現象有：計算機/網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器莫明其妙地“死機”，網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸率急劇下降，modem及服務(wù)器的上機“掉網(wǎng)率”增大，網(wǎng)關(guān)/路由器產(chǎn)生“偶發(fā)性”的自動(dòng)關(guān)機/自檢誤啟動(dòng)等。數據表明，只有雙變換在線(xiàn)式UPS電源才有可能在100%的時(shí)間內向用戶(hù)提供100%的高質(zhì)量的逆變器電源及確保用戶(hù)負載同普通的市電電源處于“電隔離”狀態(tài)。顯然，這十分有利于消除來(lái)自市電電網(wǎng)的各種“干擾”串入到用戶(hù)的負載上的可能性。由此可見(jiàn)，為確保用戶(hù)的關(guān)鍵設備獲得盡可能優(yōu)良的電源運行環(huán)境，應首選在線(xiàn)式UPS。當然，對于那些使用非關(guān)鍵性負載用戶(hù)來(lái)說(shuō)，為節省投資成本，在財力不充分的條件下，也不妨選用“非在線(xiàn)式UPS”，因為，后者至少可以確保用戶(hù)的負載獲得不間斷的電源供電，而無(wú)需考慮市電供電正常與否。
此外，對于應用在網(wǎng)絡(luò )系統的UPS,其附加價(jià)值即為其在網(wǎng)絡(luò )上的應用能力，是否擁有網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的監控軟件可選購成為網(wǎng)絡(luò )UPS的必備考慮，并且UPS監控軟件功能的強弱也成為選擇UPS的另一考慮重點(diǎn)了。
監控軟件在網(wǎng)絡(luò )上的運作要考慮：可多種作業(yè)平臺操作，在網(wǎng)絡(luò )上的計算機可能面臨的各類(lèi)計算機會(huì )有不同的操作系統.因此想要作網(wǎng)絡(luò )監控即必需整合不同的作業(yè)平臺,例如Windows3.1/95/98、WindowsNT/2000、Novell、Unix等不同作業(yè)平臺,都能互傳UPS的內部信息；需適用于LAN、WAN及Internet運作，無(wú)論是何網(wǎng)域(LAN、WAN或Internet),UPS監控軟件均需能運作.；監控具有保密性，此點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò )上使用監控軟件必須具備的功能,否則網(wǎng)絡(luò )的安全性受到更嚴重的威協(xié)。在網(wǎng)絡(luò )上使用的UPS,除了需有上述功能外,對于任何一種電源事件的發(fā)生,例如UPS過(guò)載、市電斷電、電池低電壓、電池故障等均需告警的服務(wù)，且告警的服務(wù)需能以各種方式傳遞至在該網(wǎng)絡(luò )上UPS電源所供應的所有UPS，此即網(wǎng)絡(luò )廣播告警的能。此外,在無(wú)人值守且UPS快放電終了關(guān)機前,計算機做自動(dòng)存盤(pán)時(shí),亦會(huì )告知所有網(wǎng)絡(luò )上UPS電源供應所及的所有計算機,做相應的自動(dòng)存盤(pán)功能?？傊?UPS在網(wǎng)絡(luò )系統上應用時(shí),原先為單一用戶(hù)使用時(shí)所開(kāi)發(fā)出的功能,均需因網(wǎng)絡(luò )系統上的多人用戶(hù)環(huán)境而改變成為多人服務(wù)的功能。
