隨著Internet網絡、電子商務、IDC機房的飛速發展，用戶對UPS供電系統的可用性提出了更高的要求，已經到了要求可用性為99.999%的程度，也即1年365天中，UPS供電系統的斷電時間不能超過5分鐘。但是，如果從UPS單機的角度來看，無論其技術如何發展，仍然擺脫不了容量和可靠性的限制。那么，我們在保護原有投資的情況下，如何實現UPS系統可靠性的提高呢？

　　隨著技術設備的日益增多和網絡技術的普遍采用，為更好地滿足用戶對UPS的容量和可靠性的更高要求，在單機的基礎上，可以用組合也就是冗余連接的方法來實現UPS容量和可靠性的提高。UPS的冗余連接有兩種方式：熱備份連接和并聯連接。

　　熱備份連接
　　熱備份的目的：
　　確保負載設備不會在市電停電時因主機保障而斷電，保證計算機等負載設備數據不會丟失。
　　熱備份要解決的關鍵問題：
　　旁路開關的切換要有嚴密的電路控制，保證不會在切換時有任何斷電情況發生。
　　熱備份連接是指當單臺UPS不能保證滿足用戶提出的可靠性要求時，就可以再接一臺同規格的單機來提高可靠性。任何具有旁路（Bypass）環節的UPS都可以進行熱備份連接，兩臺單機的連接方法如圖1所示。

　　這種連接非常簡單，當把UPS1作為主輸出電源而把UPS2作為備用機時，只需將備用機UPS2的輸出與UPS1的旁路Bypass1輸入端相連就可以了，不過此時UPS1的旁路Bypass1輸入端一定要與UPS1的輸入端斷開。在正常情況下，由UPS1向負載供電，而UPS2處于熱備份狀態空載運行；當UPS1故障時，UPS2投入運行接替UPS1繼續向負載供電。只有當UPS2由于過載或逆變器故障時，才閉合旁路開關Bypass2，負載改由市電供電。
　　兩臺熱備分連接的UPS系統可靠性比單臺UPS的可靠性提高了兩個數量級，并且，這種系統的連接方式簡單易行，即使是不同品牌的機器，只要規格容量相同，就可連接，不需再增加另外的設備。若兩臺不同容量的UPS相連，其容量只能按最小的那一臺計算。
　　這種熱備份連接方式也有它的不足之處：
　　由于是同容量串聯連接，所以如果一臺UPS過載，轉到另一臺后仍然過載，即帶載能力沒有加強；

　　這種UPS的熱備份連接一般不超過兩臺，它不能增加系統的輸出容量，尤其是兩臺不同容量的UPS連接時，該系統的輸出容量不能超過其中容量較小的那一臺的功率；
　　實用中很少有兩臺以上UPS的串聯連接，因此，應用場合受到了限制。
　　并聯連接
　　并聯的目的：
　　提高UPS供電系統的可靠性，增加UPS系統的容量。
　　并聯要解決的關鍵問題：
　　處于并機狀態的各臺UPS的逆變器電源，應在同時同步跟蹤交流旁路電源的條件下，滿足同幅度、同頻率和同相位，以達到均分負載和環流為零的要求。
　　增加UPS供電系統可靠性的另一個方法就是并聯連接。 UPS的并聯連接并不像熱備份連接那么容易，因為所有UPS的輸出阻抗不可能一樣，加之各逆變器的輸出電壓和市電電壓鎖相都具有正負誤差，則各個UPS的電壓既有相位差又有幅值差，因此用普通UPS直接并聯是危險的，只有具備并聯功能的UPS才能互聯。

　　如果將可靠性進行量化的話，熱備份連接的UPS系統比單機系統高出兩個數量級，而并聯系統又比熱備份連接的UPS系統高出兩個數量級。并聯連接的UPS系統不但可靠性提高了，而且帶載的能力也加強了，因為是并聯方式的連接，在兩臺UPS系統中，就具有著兩倍的負載能力，所以在冗余的情況下，系統的過載和耐沖擊能力比熱備份連接的UPS系統強得多；在非冗余的情況下，它的并聯可以增容，這也是熱備份連接技術所不能實現的。隨著并聯臺數的增加，其可靠性也相應增加，但是并聯臺數也不是無限的。圖2給出了兩臺UPS并聯連接的原理圖。圖中將兩臺UPS并聯連接，就是將兩臺UPS的輸出直接并聯，這樣做必須滿足以下條件：

　　● 相位和幅值相同，以保證UPS之間無破壞性的環流產生。
　　● 兩臺UPS并聯后，每臺UPS輸出電流均為負載電流的一半。
　　● 當并聯UPS系統中任何一臺的逆變器出現故障（包括過載、短路和電池過放電而停止工作等）時，均不能將本身的負載單獨轉到Bypass，而是將負載分配到與其并聯的其它UPS上去，只有并聯系統中所有UPS的逆變器都停止工作時，才集體轉到旁路上。

　　并聯臺數

　　并聯UPS系統雖然比熱備份連接的UPS系統有很多優越性，但其控制技術要比后者復雜得多。因為在多臺UPS并聯時，其中最重要的指標就是電流均分，也就是說如果N臺UPS并聯，必須保證每臺UPS的輸出電流是總輸出電流的1/N，至少其相互之間的最大不平衡度要在要求范圍內（一般是小于2%）。這個指標就限制了并聯臺數的增加，在市面上，我們可以看到各個品牌實現并機的臺數也不完全一樣，如：Fenton可高達6臺并聯；IMV SitePRo 500kVA以下可做到4臺并聯、500kVA及以上可有6臺并聯；Siemens 500kVA以下可4臺并聯、500kVA可8臺并聯；三菱UPS可高達8臺并聯；Silcon UPS的并聯臺數達到了9臺，等等。一般來說，功率在500kVA以下時，并聯臺數被限制在4臺以內的居多。

　　全并聯冗余UPS系統
　　不是所有并聯UPS系統都具有冗余的功能，在談到這個問題時，我們可以先來看一看什么是UPS系統的冗余度。
　　系統冗余度的表達式為N+X，式中，N的含義是并聯系統中UPS單機的總臺數；X的含義是并聯系統中允許出故障的UPS單機臺數。

　　例如，在5臺UPS并聯系統中，允許其中2臺同時出故障，那么這個系統的冗余度就是5+2。
　　UPS的全冗余并聯系統是近年才提出來的概念，它是對不全冗余的并聯UPS系統而言。所謂UPS全冗余并聯系統，是說在UPS并聯系統中的所謂UPS單機既是組合后的有機整體，分開后又各自獨立；在并聯系統中，任一部分故障都不會影響整個系統的正常運行，而且也不會留下任何隱患。 如果是不全冗余的并聯UPS系統就存在這些問題。

　　節能運行
　　最初的UPS并聯僅限于增容和可靠性的提高，隨著技術的發展和要求的提高，并聯系統的功能也在不斷增加，甚至涉及到電能的節約等問題。比如Silcon UPS的軟件可以在輕載的情況下“關掉”并聯系統中的一臺或幾臺UPS，從而節約能量，等負載功率增加到一定值時，被“關掉”的機器又及時自動啟動供電；IMV Sitepro UPS的軟件也增加了這個功能；此外，有些UPS還可以將多臺并聯的UPS系統編組運行，比如9臺機器并聯，在容量允許的情況下編成三組分時運行，比如第一周由第一組供電，第二周由第二組供電，第三周由第三組供電，第四周又由第一組供電……，這樣循環供電的好處在于：不但機器得到了輪休，而且也得到了輪流檢修和保養的機會，有效地提高了系統的可靠性。

　　并聯技術
　　由于采用的UPS特性和應用環境不同，并機的控制技術在不同的制造廠家也各有千秋，主要有以下三種：
　　①利用數字電壓信號通信：在并聯系統的各UPS之間利用高速通信線連接，每臺UPS都對其負載電流進行實時測量，然后將其本身的輸出電流調整到總負載電流的1/N，目前這種方法最普遍。
　　②光纖通信：為了提高傳輸信號的抗干擾能力和實現較遠距離的并聯系統，采用光纜傳輸是一種最可靠的辦法，在遠距離并機中更顯優越性。
　　 利用上述兩種方法可使并聯數目達到4至9臺。
　　③無線并機：這是一種采取自我調整的方法來達到電流均分目的的技術。
　　在電池連接方面，最初的UPS并聯時，必須要每臺UPS配備自己的電池組，而目前的并聯系統中，可以幾臺UPS公用一套電池組，如Silcon DP300E、IMV Sitepro等都實現了這個功能。
　　由于在并機的實現過程中，不同產品在不同應用環境有不同的實現方式，下面介紹兩種并聯系統。

　　愛克賽9315并聯系統
　　愛克賽公司的PW9315系列UPS電源采用了稱為“熱同步”（Hot Sync）并聯技術，在各UPS單機之間無需通訊電纜連接來傳遞實時信號，就可實現并機的“電流均分”控制。對于并機系統中的各臺UPS，它們都處于完全平等的調控狀態之中。采用獨特的“小步長，高頻度”同步相位調制法，每臺UPS能“智能”地將位于并機系統中的各臺UPS的同步跟蹤調到最佳狀態（彼此之間的相位差幾乎為零）和實時動態地調節所帶的負載百分比。實現高精度的負載均分，并在逆變器萬一發生故障時，將有故障的UPS迅速、可靠地從并機系統中脫機，從而確保并機系統繼續向用戶提供高質量的逆變器電源。通過這種技術實現并機系統的負載電流的“電流均分”不均衡度小于2%。

　　“熱同步”并機技術來實現的并機系統具有如下特點：
　　● 系統級交流旁路柜（SBM）具有一套單獨的用于維修、故障清除和在緊急情況下處理事故的系統級維修旁路供電系統。

　　● SBM柜內采用基于微處理器調控的邏輯控制電路，從而減少了硬件總數，提高了運行可靠性。

　　● 兩套完全冗余的單機監視網絡向SBM提供UPS供電系統的運行參數測量和報警信息。為方便安裝，每條數字網絡通訊電纜僅由一條雙絞線來組成。

　　● 從SBM柜上的監視器面板上可獲得與單機監視器面板上同樣詳細的UPS運行狀態信息。

　　● 可選擇公共電池組或單獨電池組兩種配置方案

　　● 可達到8臺UPS單機的現場并聯增容。

　　APC Silcon并聯系統
　　APC SilconUPS由于采用了串并聯調整在線式技術（稱為DELTA逆變技術），在一般情況下，每臺Silcon UPS輸出交流電的頻率、相位都與輸入交流電的頻率、相位完全一致，兩臺或多臺Silcon UPS在并聯的時候只需要考慮輸出的電壓和電流的平衡就可以了，在這一點上，APC Silcon實現并聯要比傳統的UPS實現并聯容易得多。

　　每臺Silcon UPS內部有一塊并機電路板，在實現并聯時，通過2條并機通訊線與另外的并聯UPS環形聯接在一起，如果一條通訊線出了故障并不會影響到整個并機系統的工作。4臺和4臺以下的Silcon UPS并聯時可通過直接并聯來實現，5臺及以上的Silcon UPS并聯時需要公用的靜態旁路柜。當一臺UPS出故障時，故障UPS自動退出，由剩下的UPS承擔并平分負載，當負載超過UPS并聯系統的總供電能力后，整個系統會全部轉向旁路，直到負載恢復到允許的范圍。
　　由于采用了第五代UPS拓樸結構——串并聯調整在線式結構，Silcon UPS不僅能很容易實現并聯，可允許最多9臺并聯運行，并且無需任何調試，由UPS內部微機控制并聯運行的功能和均流，均流不平衡度小于1%，這種UPS并聯時還可以進行編組，實現節能運行。

　　UPS的并聯數目是否越多越好
　　從理論上講是這樣的，但在實際中并非如此簡單，僅就“輸出均流”這一項指標就帶來好多問題。在三相UPS中，若做到均流，就必須保證并聯的UPS的對應相電壓和相位保持一個最小差值，并聯臺數越多，越不易達到一致，即使當時達到了一致，隨著時間的推移、溫度的變化、塵埃的侵入、器件的老化、冷卻系統造成的振動以及濕度和腐蝕性氣體的破壞等等因素都在時刻破壞著平衡，盡管有測量和調整系統，但測量環節的參數也在遭受著上述因素的侵擾，因此這些因素限制了并聯UPS臺數的增多，當并聯臺數達到一定數量后，可靠性開始降低。

　　冗余系統故障處理功能的含義
　　故障容限：是指系統中一個或多個部分故障時都不影響系統的繼續正常運行。
　　故障掩蓋：冗余系統應具有掩蓋錯誤的能力，以避免對外顯示出系統內部部分單元故障的現象。
　　故障檢測：通過傳感器和故障檢測電路找出具體故障部位或故障單機。
　　故障隔離：指具有在不影響系統正常功能的基礎上將故障單機或部位隔離出來的能力
　　故障分析：經過這一步驟來確認故障的具體位置。
　　返回正常運行狀態：對于并聯冗余UPS系統來說，這一步包括將修好的單機UPS功能恢復正常，并重新并入系統。