模块化UPS的模块化单机可靠性分析

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1.一台UPS内的各个部分都是模块化设计，便于维修和更换；
2.一个系统中的多台UPS，每台UPS就是一个模块。
对前者，有点就是便于快速诊断和维修，目前没有发现什么缺点；
对后者，又有很多种理解，例如并联UPS系统中的每台UPS就可以看做是一个模块，这是的UPS也可以称为模块化UPS。但现在出现了另外一种类型的模块化UPS，就是一个系统中由很多个UPS模块组成。优点是组成冗余系统时冗余成本低；可以很容易增容，等等。缺点是组成的UPS台数越多，故障点越多，系统可靠性降低，但通过快速的更换服务，系统的可用性还是可以很高。

普及应用还需突破价格关制约机架式模块化UPS发展的难点主要集中在功率密度的提高和并联数量的增加及降低价格三个方面。机架式的模块化UPS从传统立式(塔式)结构过渡而来，相对传统立式(塔式)结构拥有宽阔的散热通道，大尺寸大功率的散热风扇的庞大体积而言，模块化UPS由于要便于单体更换操作，模块的体积重量都较小。受到体积的限制，在UPS模块功率加大的情况下，散热就成了大问题。为了能达到安全工作的目的，模块化UPS不但采用原有的被动式散热、主动式散热、轴流式散热和风道导流式散热技术，还引入了热管式散热。为确保电源的最高可用性、可扩展性，模块应该不限制数量地进行并联使用。在多台UPS并联时，其中最重要的指标就是电流均分，也就是说如果N台UPS并联，必须保证每台UPS的输出电流是总输出电流的1/N，至少其相互之间的最大不平衡度要在要求范围内(一般是小于2%)。在实际应用中，所有UPS的输出阻抗不可能一样，加之各逆变器的输出电压和市电电压锁相都具有正负误差，则各个UPS的电压既有相位差又有幅值差，这些都限制了并联台数的增加，进而限制了整机功率的提高。在同一功率水平下，模块化UPS比传统的UPS价格贵的多。未来，随着电力电子技术的不断发展，对UPS系统需求的不断提高。像贸易的交流催生了集装箱技术，集装箱技术引发了全球运输业革命性的变革一样，机架式模块化UPS必将引起不间断电源新的革命，进而成为未来UPS系统发展的趋势。模块化UPS包括整流器、逆变器、有些还包括静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板等。

评估UPS系统履行职责的可靠性，不仅要考量UPS的MTBF，还要考量UPS的MTTR及市电的MTBF。当UPS发生故障的同时市电也发生故障时，负载将会失去电力，也就是说UPS关键职责的失效。负载暴露在没有保护的市电之下的时间长短取决于维修时间的长短。如果维修一台UPS需一周时间，而市电的平均无故璋时间也是一周，那么，UPS发生故障时，负载将很可能失去电力。如果UPS的MTTR是1小时，那么市电的MTBF将不会对关键负载的失效概率产生很大影响。很显然，降低UPS的 MTTR将会降低对关键负载的失效概率。降低UPS的MTTR最好的方法就是尽量减少可能影响UPS维修的因素 。模块化单机UPS因为具有在线热插拔的功能，自然是最好的选择。
从设计原则上讲，承担供电任务的整个电源系统都必须采用具有高度“容错”功能的冗余式的供电方案，以确保无论是在市电电网出故障时或是在任何模块(包括系统控制模块)发生故障时，还是在进行日常维护/检修操作时或因故致使保险丝烧毁/断路器开关“跳闸”时，互联设备均应由“在线式UPS”的逆变器电源来供电，而不应进入由普通的市电电源/应急备用发电机组经UPS的交流旁路来供电的状态。
综上所述，模块化单机UPS具有最长的履行职责平均无故障时间(λmission)，最小的平均维修时间 (MTTR)及最强的抗市电干扰风险能力及高度“容错”功能，是最可靠的电力保证。