有线数字电视系统建设中的UPS电源管理解决方案

一、传统UPS电源及环境建设方案需要满足更高的需求

随着我国经济的蓬勃发展，我国的广电行业需要更快地发展，起电源以及环境建设都呈现出生机勃勃的景象。因此在当前广电行业数字化、产业化转型的关键时期，广电行业新的技术模式和业务模式对于系统的稳定运行和安全保障提出了更高要求，同样也对一切业务和应用的基础——电源以及环境系统建设提出了更多要求和新的挑战。这其中表现很突出的是有线数字电视系统的建设需求。

数字电视中心（或IDC）机房的业务目前正在蓬勃兴起，其电源管理方案的可靠性、安全性、可维护性需要得到极大的提高。在机房内的负载主要是各种计算机、服务器、磁盘阵列等负载，这就需要为这些关键负载提供全面有效的UPS电池管理方案。

目前数字电视系统建设中交流不间断电源系统（UPS）的建设面临如下问题：  
1）UPS的布置呈现出分散供电的状况，后级的交流用电设备取电不集中，这样会出现如下问题：

第一，UPS电源的利用率不高，投入和产出就往往不可能达到一个最优的比例，也必然不利于系统的扩容。

第二，无论是从设计还是应用来看，分散的小容量的UPS系统的可靠性相对较低，这样会导致出现问题的概率相对较大。

第三，分散小容量的UPS系统的可维护性较差，且维护成本相对较高。

第四，电池的分散配置，不利于前后级的配电系统的设计，浪费空间，给安装、维护、管理UPS及电池等各项工作造成很大困难，威胁供电系统长期、稳定、正常地运行。

2）UPS系统的供电方案不尽合理。

根据不同的负载对可靠性的不同要求，UPS系统有着不同的组网方式，可靠性从低到高，一般可分为：单机供电系统、两台UPS组成的串联热备份系统、多台UPS组成的直接并机系统等。两台UPS所组成的串联热备份系统等。

就目前的情况来看，多数广电机房主要采用的系统是单机系统或两台UPS组成的串联热备份系统等。机房的重要性和动力设施提供的可用性总体不成比例。

3）UPS种类繁多，除了主流厂家之外，还有很多小厂家产品，良莠不齐。
4）UPS的输入输出系统配置呈现出不完全合理的现状。首先是方案不能全方位适应客户的需求，然后是很多配电屏本身设计不够规范。

5）UPS的使用和维护状况由于种种原因，也不太理想。

[page]二、艾默生为数字电视系统提供的电源解决方案分析

基于全球位居前列的技术优势，艾默生网络能源有限公司为广电行业的用户提供全方位的数字电视系统UPS电源解决方案，使方案更贴近用户实际，整个UPS供电系统更可靠、更安全，维护更简便。

无论在人口稠密的东部地区，还是在正进行大开发的西部地区，艾默生网络能源均在为各地的广电行业提供全面、可靠、安全的供电系统，为广电行业的全面发展贡献出自身的一份力量。

以下为艾默生为数字电视机房中提供的电源解决方案分析：

贵州某广电系统数字电视中心机房配置方案：

电池根据后备时间要求进行相应的配置。

以下为供电系统结构拓扑图：

[page]方案解析：

贵州省某市广播电视信息网络公司是所在区域最大的专业化广播电视信息网络公司，数字电视整体平移前端机房位于广电大楼十五层，建筑面积约为600平方米。

信息中心工程建设围绕着企业发展的长远战略，需要为其提供一个通信、交易、管理的硬件及软件平台。因此对各系统工程的实施及相关专用设备、运行系统的选型、配置及运行管理模式提出了较高的要求，整个系统实施着重强调功能性、先进性、稳定性和开放性，同时，充分突出机房系统作为动力核心的作用。各专业系统都需要具有较高的可靠性要求，其中UPS供电系统在的作用至关重要。

UPS电源主要给主要的计算机设备提供不间断的电源。本方案采用两台艾默生UL33系列40kUPS并机运行组成业界广泛应用的1+1冗余并机系统，可靠性是单机的5.5倍。

UPS电源的主要用电设备包括：

1、  机房计算机设备、网络设备、通讯设备等用电；

2、  应急照明；

3、  门禁、监控系统用电；

4、  消防系统用电。

配电系统采用交流50HZ，380V/220V，接地系统采用TN-5方式，零线和地线分开设置。机房内布置铜排接地网。

方案要点分析：

在当今的广电系统等重要机房不间断供电系统中，为了确保重要负载不会因为UPS、电池、内部模块系统等的故障造成断电等问题，在现有技术条件下，采用“N+1”型UPS冗余并机供电系统是消除这些故障的最佳供电方案。它是在确保各台UPS单机的逆变器输出电源处于同幅度、同频率和同相位的条件下(出现在各种UPS单机之间的“环流”等于零)，将“N+1”台具有相同输出功率的UPS单机的输出端置于并联输出状态来运行的供电系统。这种先进的并机方案大大优于UPS的单机运行以及热备份运行等方式。

[page]为使UPS并机供电系统具有必要的“容错”功能，要求用户“最大负载量”不应超过N台UPS单机的总输出功率。当UPS并机系统正常工作时，由“N+1”台UPS单机平均分担“负载电流”。当某台UPS因故出现故障时，发生故障的UPS通过执行“选择性跳闸”操作而自动脱机。此时，由剩下的N台UPS来继续为用户提供高质量的逆变器电源。
     以下为采用N+1冗余并机系统的优势列表：

采用N＋1冗余并机供电系统为至关重要的负载提供高可靠性的供电系统，为获得“高可用性”的电源供应奠定坚实的运行基础，该系统的高可靠性体现在以下几个方面：

1．确保在有一台UPS出故障时，仍然能够为所有 负载提供不间断的高可靠的电源。

2. 冗余并机系统带来了负载用电的可靠性的显著提升，并使该类负载的供电可靠性达到 99.999%甚至更高。

3．此种系统有着优秀的开放性和良好的前瞻性，系统以后的扩容和升级也会十分方便，在随着客户业务的增长，对负载设备进行扩容时，只需对现有的并机系统进行扩容即可， 而无需新建一套新的UPS供电系统，从而为客 户节省相应的成本，并依然保持该供电系统的高可靠性。

结语：

伴随着广电行业的迅猛发展，我们有理由相信，UPS供电系统也将会用更高质量的电源和更高可靠性的解决方案为广电行业提供强有力的电源保障。