电力自动化系统UPS供电方案可靠性
摘 要：目前随着我国科技的迅速发展，越来越多的工业生产过程中都采用了自动化系统的的使用，通过使用自动化系统，能够很好的实现对于人力资源的使用下降，这样就为企业中能够减少很大一部分用人的开支。所以为了对于自动化系统进行有效的保护，相关人员研制出了一种UPS供电方案来进行电力自动化系统的稳定保护。
关键词：电力自动化；系统；UPS
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.134
因为近些年来，计算机技术、网络信息的大力发展，电力系统的功能也变得越来越完善，而且伴随着社会发展的需求，传统的工业必然会被自动化系统控制所完全的取代。但是在使用自动化系统中虽然其运作过程是一种依赖于外界稳定环境下才能够保证持续的工作，所以在这过程中为了能够对整个自动化控制系统的供电进行稳定的保护，为此相关人员特别提出了UPS供电方案，而在这种持续供电的保证下一些医院、金融机构、工厂等对于电力系统稳定性较为严格的地方就可以不需要对外界影响下的断电而出现重大事故进行担忧，正是因为UPS其本身所存在的重要意义，所以本文针对UPS进行定量的研究，以供人们的参考。
1 UPS的实用性分析
在对UPS其对于保障电力自动化系统的稳定性上，相关人员给出了对应的参考指标，一般进行反应UPS的实用性指标主要包括了：平均设备发生故障时间、设备失电的频率和系统供电的可用率这三个指数来进行说明。
（1）设备发生故障的时间。在这里主要收集的数据包括两个方面，一个是系统发生故障的平均时间，另一个则是当系统发生了故障后UPS的修复状态时间，这两者所对应的一个数学期望，这两个数据的表示我们用和来进行表示，通过这两者数据的收据从而对失电频率和系统供电可用率来进行计算。
（2）设备的失电频率。在这里设备的失电频率所表达的是再长时间系统的运行过程中，当系统受到影响或者在自身运行中出现问题时，就会出现负荷失电。而频率所不表达的就是在一段时间内系统出现负荷失电的次数。其计算公式为：。
（3）系统供电的可用率。系统的供电可用率所表达的并不是系统在运作过程中可以用电的时长，而是指系统在稳定状态下所保持稳定的一种概率。这种通过对于定量的分析，主要是用到的是解析法和模拟法，因为这两种方法在对定向分析的过程中更为准确，另外随着这些年学者的研究还提出了模糊法和神经网络，但是在这里因为这两种分析方法仍然处于不成熟的阶段，所以暂时不考虑使用。稳态概率的表示公式为：。
2 UPS的供电方式
（1）在确定UOS进行供电的过程中，我们确定了三种不同的供电方式，首先最为简单的一种就是单机在线。单机在线的主要工作形式为，当母线和UPS的电源都处于正常工作状态时，UPS则是处于一种蓄电池的状态进行充电，在充电的过程中仍然需要对连接的负载进行供电，其类似于笔记本电脑中的电池。这样的方式，如果母线出现了故障时，则UPS中储备的电源进行对负载的供电，当UPS出现了故障时，则由母线直接对负载进行供电。这样就保证了不会因为断电而造成的电气系统出现停止运行的状况发生。
（2）双机备用供电模式。在电力系统中使用这种供电，其所使用的是两个UPS供电，其效果和单机在线的方式大致相同。当系统正常运行时，母线通过和两个UPS电源进行直接供电，UPS在充电的过程中再对负载进行供电，当UPS1出现了故障时，则母线通过UPS2进行对负载的输电，当UPS1和UPS2同时故障时，则由母线直接对负载进行供电。这样做的好处是当母线故障时会有两个电源进行对负载的供电，一般是用于用电量大的电力系统，而起的缺点是构建双机备用的UPS供电模式在结构上较为复杂，所以往往辉耀在前期耗费大量的时间，在进行维护的过程红也需要花费很多的时间。
（3）多机实现并联。通过将多个UPS电源进行并联，在进行供电的这种形式，往往其功能更加的稳定，在安装过程中因为是进行并联，所以在结构上也较为简单，结构简单也就意味着当出现了故障时，维修的过程也就相对的更加快捷。但是这种并联的方式往往其UPS电源需要的数量较多，花费也较大，更适用于大型的企业或者机构进行使用。
3 可靠性指标分析
（1）在对构建的UPS所给出的三种供电方案中，为了能够以科学的手段对其进行对其进行评估，所以对其进行数学建模来进行稳定性的分析。在对其进行数学建模的过程中，首先可以将其内部分解为多个模块，包括了电源、发电机、输入母线、自转化开关、整流、滤波等十三个模块。这样在实际的观察中我们可以发现，当正常系统在供电过程中，是通过发电机和电源直接对UPS进行输送电，当UPS一旦出现了问题后就会自动的进行切路供电。
（2）UPS蓄电的分析。在针对于UPS供电中最主要的一个环节供电环节进行分析的过程中，主要是对其蓄电池的充放电过程进行仔细的分析。一般UPS蓄电池的状态主要分为五种形态进行展示。第一个形态为正常状态，当蓄电池在正常状态下时，其工作状态应该是出于一种充电的状态，电池的规模保持为一种浮电的转台。第二种形态为放电状态，在这种形态下，一般出现的主要原因就是因为幕先出现了问题导致没法通过母线对负载进行直接的供电，所以在这过程中为了保证系统的持续运行，UPS中的蓄电池就需要消耗自身平时所累积的电量，也就是将一种化学能转换为电能的方式。最后就是蓄电池处于失电状态，失电状态就是指蓄电池自身的所储备的电量不足而导致了输出的电压小于负载的需求电压，从而造成了失电状态。在使用UPS过程中是还有两个状态分别为UPS蓄电池的故障状态，比如说因为用时教程造成的损坏，造成了UPS在进行放电的过程中出现了故障，所以为了避免这一现象还需要添加一个检修状态。
4 总结
本文讲述了UPS的可靠性分析以及在使用UPS时的供电过程，在整个分析的过程中需要用到定向分析，这也为今后使用UPS进行电力自动化系统使用UPS方案提出了一些参考意见。
参考文献：
[1]丁茂生，廖志伟.电力自动化系统UPS供电方案可靠性[J].电力系统自动化，2015，29（03）：40-44.
[2]王鋼.UPS供电系统可靠性与经济性综合研究[J].中国电机工程学报，2015，25（12）：73-77.