UPS并机方案详解：五种冗余方案的原理与优劣对比

UPS并机方案详解：五种冗余方案的原理与优劣对比

UPS（不间断电源）的并机冗余方案是保障关键设备供电连续性的重要措施。本文将从高端到低端，详细解析五种常见的UPS并机方案，包括模块化并机+外置静态开关模式、并联式UPS热备份系统、旁路式UPS热备份系统、串联式UPS热备份系统和单机在线式UPS。通过对比分析各种方案的优劣，帮助读者选择最适合的UPS并机方案。

1. 模块化并机+外置静态开关模式

这是目前比较高、大、上的模式，虽然成本较高，但可靠性也相对较高。其结构较为复杂，主要由模块化UPS、外置静态开关（STS）和市电配电柜组成。

优点：

• 任一台UPS故障停机后，负载都可以由剩余UPS承担；
• 正常工作时，负载由所有UPS分担，负载率低；
• 设置独立STS静态切换开关，并设有STS的维修旁路便于维护，STS故障的可靠性有所提高，降低风险点；
• 负载也可分散配置，降低风险系数；

缺点：

• 增设设备较多，需要较大的占地面积，投资额较大；

2. 并联式UPS热备份系统

这是目前最常用的模式，虽然成本不低，但可靠性对得起这个价格，因此是最常用的并机方式。如果还想节省一些成本，可以采用2+1并机方式：三台UPS并机，任何一台故障，都不会影响正常的供电。

下面是1+1并机的原理图：

优点：

• 任一台UPS故障停机后，负载都可以由剩余UPS承担；
• 正常工作时，负载由所有UPS分担，负载率低；
• 市电停止时，电池续航时间为所有电池组的累加时间；

缺点：

• 技术要求高、调试复杂，要求并机UPS的品牌、型号、规格完全一致；
• 对各台UPS的输出同步性要求高，一旦不同步产生环流，有可能导致短路故障；

3. 旁路式UPS热备份系统

旁路式UPS冗余模式属于热备模式，即：在同一时刻只用一台UPS为负载提供电力，另一台处于等待状态，一旦运行着的主UPS故障，等待的UPS立即接管负载。

优点：

• 易实现后期改造，不同品牌、不同容量UPS都可组建；
• 可分开维保，且保证维保时负载仍受UPS保护；
• 运行效率高于串联式UPS；
• 市电停止时，电池续航时间为两组电池组的累加时间；

缺点：

• UPS1的静态旁路开关为系统瓶颈，一旦故障可能导致负载断电；
• UPS2长期空载运行，效率低；且电池组长期得不到放电，寿命下降；

4. 串联式UPS热备份系统

串联UPS 是早期冗余模式受UPS技术落后限制而采取的一种冗余模式，现在已经不再使用。

优点：

• 任一台UPS故障停机后，负载都可以由剩余UPS承担；
• 正常工作时，负载由所有UPS分担，负载率低；
• 设置独立STS静态切换开关，并设有STS的维修旁路便于维护，STS故障的可靠性有所提高，降低风险点；
• 负载也可分散配置，降低风险系数；

缺点：

• 增设设备较多，需要较大的占地面积，投资额较大；

5. 单机在线式UPS

单机在线式UPS是最基本的UPS工作模式，适用于对供电连续性要求不高的场景。

优点：

• 系统构架简单，控制逻辑易实现，造价低。

缺点：

• 静态旁路开关为系统瓶颈，一旦故障可能导致负载断电；
• 整机故障需更换时需要停电（可通过增加外部旁路解决）；
• 维保时切换到旁路市电供电，负载不受保护；

总结

目前，最常用的方式是方式“2”；要求更高的用户采用方式“1”；在实际应用中也常用到方式“3”，也仅仅在系统升级了，原来老UPS又能正常工作，丢弃了很可惜，怎么办呢？那就当个“热备”的角色为新UPS的旁路供电吧（UPS正常运行时旁路处于非供电等待状态）。

老话说得好：适合自己的才是对的，选好UPS，选好冗余方式，请根据自己实际的需要，选好可靠性与价格的平衡点。