发电机组与 UPS 的匹配分析

         在高速公路的供配电系统中一般均采用 UPS电源 为某些不能中断工作的一级负荷提供后备电源，但如果停电时间较长，由于 UPS 的蓄电池容量有限，不可能长时间地供电，因此还必须要配备发电机组来解决停电时间较长的问题。当UPS和所采用的柴油发电机组匹配不当时，会出现一些异常现象，如发电机的输出电压和频率不稳、电压波形严重失真、绕组发热和震动等，UPS反复在发电机供电和UPS蓄电池供电之间来回切换，严重时发电机和UPS根本不能运行。因此，在进行 UPS和发电机组的选型配置时应特别注意确保UPS能够很好地与发电机匹配。
        UPS电源和柴油发电机不兼容的原因 ，主要 是UPS的输入谐波电流引起发电机输出电压波形失真和功率因数降低，导致发电机输出电压不稳，无功功率容量不足。为此，过去所经常釆用的技术措施是：利用增大发电机的输出功率和UPS输出功率的容量比的办法來改善发电机的带载特性，其实质是通过增大发电机的容量的办法來降低发电机的内阻。一般发电机所带负载的功耗约为其额定容量的30%。很显然，这种“大马拉小车”的现象，是不经济的。而且柴油发电机在小负荷下长期工作，气缸内温度较低，进人气缸内的燃油不能充分燃烧，造成活塞环处、喷油嘴处积炭严重，气缸磨损加剧，使柴油机工作性能下降，排气冒黑烟。柴油发电机组一般要求所带负载不低于额定负载的60%时，对发电机组的寿命才较为有利。
因此在UPS和发电机选型时，要慎重考虑 UPS和柴油发电机的技术参数，避免它们之间的不匹配。在具体选型时要注意以下几点:
1） 对于三相输入的UPS输入功率因数应不小于0.9，输入电流谐波应小于10% ， 如果达不到这个要求，就需加装滤波器，如无特殊需求，尽量选用IGBT整流的高频UPS。
2）所选用的UPS在输入电源电压变化范围小于±20% 、 输入电源频率变化率小 于5Hz/s的情况下应能正常工作。
3）发电机输出电压变化范围应小于±15%， 输出电源频率变化率小于3.5Hz/s。
4）柴油发电机的自动电压调节器(AVR)应不受机组输出电压波形失 真 的 影 响 ， 内阻 应 较 小， 如PMG(永磁发电机)激励式同步交流发电机。
5）UPS 一般用视在功率 KVA 表示，先把它乘 0.8 换算成与发电机有功功率一致的单位 KW。
6）若采用一般发电机，则以 UPS 的有功功率乘以 2 来确定所配发电机功率、即发电机功率为 UPS 功率的 2 倍。
7）若采用带 PMG（永磁机励磁）发电机，则以 UPS 的功率乘以 1.2 来确定发电机功率、即发电机功率为 UPS 功率的 1.2 倍.