一种UPS的权值测评算法

发表时间:2020/11/30   来源:《当代电力文化》2020年第19期   作者:马庆春 潘农昊
[导读] UPS电源系统需要长时间的工作,内部的电子元器件、连接处、供方元件不可避免的发生老化现象,导致输出性能参数越来越差。
        马庆春  潘农昊
        广西电网南宁供电局  广西南宁  530000
        摘要:UPS电源系统需要长时间的工作,内部的电子元器件、连接处、供方元件不可避免的发生老化现象,导致输出性能参数越来越差。因此,UPS同样需要进行维护,确认其工作性能的好坏。但是目前采用的方法往往是简单的电阻负载测试并进行简单的判断是否可用,该方法只是简单测量了功率信息,有一定局限性。采用本方法,可用从基本的电压电流信号进行解析,通过权值测评的方法,进而分析UPS的各方面性能参数并进行综合评估,辅助工作人员快速评判一个UPS的性能。
关键词:UPS;老化测试;权值测评;
中图分类号:(编辑部进行分类)

A weight evaluation algorithm of UPS
        Abstract:UPS power supply system needs a long time to work, the internal electronic components, connections, supplier components inevitably aging phenomenon, resulting in the output performance parameters become worse and worse. Therefore, UPS also needs maintenance to confirm its working performance. However, the current method is often a simple resistance load test and a simple judgment of whether it is available. This method only measures the power information and has certain limitations. This method can be used to analyze the basic voltage and current signals, and then analyze all aspects of UPS performance parameters and carry out comprehensive evaluation through the weight evaluation method, so as to assist the staff to quickly evaluate the performance of a UPS.
        Keywords:UPS ; Aging test; weight evaluation;
1   引   言

        近几年来电力行业的变电站都安装有电力专用的电源,这种电源与普通的不间断电源在结构和性能上有较大的区别,特别是对产品自身稳定性和安全性上有更高的要求。由于电力专用电源需要长时间工作,内部的转化元件、逆变元件、功放元件必然会发生性能越来越差,输出功率特性参数发生了变化等问题。电力工作者对其的性能测试都是采用加负载电阻的方法,测量电力专用输出端电压是否正确,测试数据十分局限,测试参数无法调节,测试参数一致性差,随机性十分明显,造成了难以准确判断电源性能[1-3]。
        针对以上问题,本文综合输出电压、功率因数、谐波成分、频率范围、电压瞬变恢复时间、旁路逆变时间、功率负载、效率等指标性能因素,经过权值比较换算,得出该设备的评分体系。该评分体系可用辅助用户判断一款UPS的老化程度或者性能优劣程度,以提醒用户及时维护或更换UPS。
2   测评方法
图1是本评测系统的接线示意图。所述系统中,将UPS的输出接入到所述的评分单元当中,经过评分单元采集信号之后,接入到负载端。所述评分单元可以根据所采集的信号评估所测试的UPS的性能,并给出评分辅助用户判断。

为了实现所述评分计算,需要事先对各个性能进行相互对比,为了实现评分计算,需要事先对各个性能指标的重要性进行相互对比,各个标度方法如下。

在本文中,定义A1为输出电压,定义A2为功率因数,定义A3为谐波成分,定义A4为输出频率,定义A5为电压瞬变恢复时间,定义A6为旁路逆变时间,定义A7为功率等级,定义A8为效率。根据上述的表1.标度表进行评判,用户可以根据实际使用需求自定义判断矩阵。根据表1所描述的标度,可得出判断矩阵,模式为:

以下为某个UPS的判断矩阵,如下所示:

根据其性能指标评价体系,得出每一个性能指标的相对权值,将每一列进行归一化:
            
可以得到每一列归一化矩阵:

代入数值可得:

将每一行进行相加,并进行归一化得出权重矩阵。公式为:

权重矩阵:
W =[W1  W2  W3  W4  M5  W6  W7  W8 ]T
代入数值可得:
W=[0.07  0.23  0.23  0.03  0.14  0.11  0.08  0.10 ]T
所采集信号分析可得输出电压A1,功率因数A2,谐波成分A3,输出频率A4,电压瞬变恢复时间A5,旁路逆变时间A6,功率等级A7,效率A8。其中,为每一个性能参数指标评估分数,评估标准如下:

假设,一台UPS设备经过数据采集得出每一个性能指标的评分如下:
A=[ A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8]=[60 80 100 60 50 30 40 30 ]
则整体得分为;
G= W* A=63分
4 结束语
本文针对UPS的老化维护问题,提出通过权值测评的方法,进而分析UPS的各方面性能参数并进行综合评估,可用实现快速辅助工作人员评判一个UPS的性能。
参考文献
[1] 郭贝贝,齐山成,赵斌.基于电容电压的并联UPS自主控制策略[J/OL].电测与仪表:1-8[2020-09-10].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20200831.1051.009.html.
[2] 王大获. 数据中心电源系统节能方案设计[D].华南理工大学,2017.
[3] 郭晨光. 大功率UPS蓄电池充电装置的研究与设计[D].广东工业大学,2015..
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