UPS並聯常見的連線控制方式
隨著社會經濟的發展和用電裝置的不斷增加，各行業對UPS容量的要求越來越大。大容量的UPS供電系統有兩種構成方式：一種是採用單臺大容量UPS，另一種是UPS的逆變器採用“N+m”冗餘並聯結構。前者的缺點是成本高、體積重量大、運輸安裝困難、可靠性差，一旦出現故障將會引起供電癱瘓。後者的好處是提高了供電的靈活性，可以將小功率UPS逆變模組的開關頻率提高到MHz級，從而提高了單機（或逆變模組）的功率密度，使UPS的逆變模組體積重量減小，並且減小了各UPS逆變模組的功率開關器件的電流應力，提高了UPS的可靠性，同時動態響應快、便於維修等。
“N+m”冗餘並聯技術是專門為了提高UPS的可靠性和熱維修（也稱作熱插拔和熱更換）而採用的一種新技術。在正常執行時UPS由“N+m”個逆變模組並聯向負載供電，每個逆變模組平均負擔1/（N+m）的負載電流，當其中某一個或k個（k≤m）變模組出現故障時，就自行退出供電，而由剩下的N+（m-k）個逆變模組繼續向負載提供100%的電流，從而保證了UPS系統的不間斷供電。
常見的UPS冗餘採用“N+1”（m=1）的並聯方式，或是UPS的逆變模組經系統控制櫃並聯後再向外供電的主從供電體系，以及將並機功能直接設計在各個UPS的逆變模組單元中的分散邏輯供電方案。不管採用那種方式，在正常工作時每個UPS的逆變模組都要平均分配負載電流。在執行中，如果遇到其中一臺UPS的逆變模組出故障時，並聯系統自動把故障的逆變模組離線。此時，全部負載由剩下的逆變模組按照比例平均分擔。顯然，採用這樣的供電系統，大大增強了UPS供電系統的可靠性。
一、UPS實現“N+1”冗餘並聯執行的條件
UPS的“N+1”冗餘並聯執行技術，是提高UPS可靠性和可用性的關鍵技術，各UPS模組的並聯必須滿足以下三個條件：
（1）各個UPS的逆變模組的頻率、相位、相序、電壓幅值和波形必須相同；
（2）各個UPS的逆變模組在輸人電壓和負載的變化範圍內，必須能夠實現對負載有功和無功電流的均勻分配，為此要求均流電路的動態響應特性要好，穩定度要高；
（3）當均流或同步出現異常情況或UPS的逆變模組出現故障時，應能自動檢測出故障模組，並將其迅速切除而又不影響其它逆變模組的正常執行。
其中有兩項關鍵技術：一是同步技術，另一個是均流技術。前者主要是解決各模組的頻率、相位、波形和相序的一致，後者主要是解決各逆變模組均勻負擔負載功率的問題。由於各個UPS的逆變模組都是與市電電網同步並聯工作的，在各個UPS中部有同樣的相應電路或各UPS的逆變模組有一共同的相應電路來實現與市電的同步，同步後各UPS的逆變模組的頻率、相位、波形和相序都與市電電網相同，滿足條件山中的五個引數中的四個。各逆變模組之間的輸出電壓可能有些差別，這種差別主要是由直流電壓不同或單機UPS的逆變模組內阻壓降不同等引起。因此，均流就成了各逆變模組並聯工作的主要問題，必須採用均流的辦法使各逆變模組的輸出電壓一致。由於各逆變模組的輸出是透過共用母線加到負載上的，這相當於各個逆變模組共同負擔同一個負載，所以，各逆變模組的輸出負載功率因數只取決於母線上總負載的功率因數，因此，各逆變模組的輸出功率因數相同，在均流時不必再區分有功和無功成分，只對模組的總輸出電流進行均流即可。
二、UPS並聯連線控制方式
UPS的並聯按照其連線方式一般分為集中控制、主從控制、分散邏輯控制、3C連線控制和無互連線控制方式。
（1）集中控制
集中控制又可以分為直接集中控制和間接集中控制。直接集中控制方式中並聯單元檢測市電的頻率和相位，向每個UPS逆變器發出同步脈衝，無市電時可由晶振產生同步脈衝透過各個逆變器單元的鎖相環控制，來保證各單元輸出電壓同步。並聯單元還要檢測負載的總電流，然後除以並聯單元數作為各個單元的電流參考，並與本單元電流比較求出偏差並控制使其最小。不過由於存在檢測誤差，所以實際輸出電壓相位仍然可能存在誤差。為了消除這一缺陷，可以採用間接集申控制方式，這種方式是用電流誤差△I和輸出電壓u計算出△P和△Q，其中△P作為相位補償量，△Q作為電壓幅值補償量，可進一步提高並聯執行時均流的精度。
但是由於系統仍採用一個集中的控制單元，如果該控制單元出現故障時整個UPS並聯系統就會癱瘓，存在單點故障，不能真正達到高可靠性和真正冗餘的目的，所以目前的並聯系統較少採用這種方式。
（2）主從控制
主從控制方式是將並聯控制單元做到每個模組上，透過工作方式選擇開關來選擇一臺UPS模組做主機，其它單元做從機。各個UPS模組單元檢測網路狀態訊號線，並由其內部主從標誌來控制開關的閉合與否。當系統中的一臺出現故障對其餘單元仍可以工作，當主機出現問題時可以透過切換，使得另外一臺UPS模組作為主機系統繼續正常執行。通常做主機的一臺UPS模組處於電壓控制模式，而其它的UPS處於電流控制模式。
這種方式雖然可靠性有所增加，但其同步訊號仍為公共集中同步訊號，切換過程中失去同步訊號可能使模組失效，並且切換控制電路的複雜性也可能影響系統的正常工作，從而影響整個系統的效能指標，所以主從式並聯控制系統並不是較理想的並聯冗餘系統。
3）分散邏輯控制
分散邏輯控制是將控制權分散。在逆變電源並聯執行時，各個電源模組檢測出自身的有功和無功功率大小，透過均流母線傳送到其它並聯模組中，與此同時電源模組本身也接收來自其它模組的有功和無功訊號進行綜合判斷，確定本模組的有功無功基準，從而確定各個模組的電壓和同步訊號（頻率和相位）的參考值。
分散邏輯控制技術，即為一種獨立並聯控制方式，它採用了在各逆變電源中把每個電源模組的電流及頻率訊號進行綜合，得出各自頻率及電壓的補償訊號控制策略。這種方式可實現真正的冗餘並聯，有一個模組故障退出時，並不影響其它模組的並聯執行。它以可靠性高、危害性分散、功能擴充套件容易等良好的特性，在眾多領域中得到了廣泛的應用，並且成為計算機控制系統發展的主要方向之一，是一種比較完善的分散式智慧控制技術。但當多個模組並聯時互連線數目較多，資訊量大，實現較複雜。
（4）3C（CircularChainControl）連線
3C型並聯的思想是減少互連線的數目和訊號的傳遞，以減少對其它模組的依賴程度。它是將第一臺逆變器的輸出電流反饋訊號加到第二臺逆變器的控制迴路中，第二臺的輸出電流反饋訊號加到第三臺，依次連線。最後一臺的輸出電流反饋訊號返回到第一臺逆變器的控制迴路，使並聯系統在訊號上形成一個環形結構，在功率輸出方面形成並聯關係。
3C型方案在控制迴路中引人其它模組訊號，加強了模組之間的影響，使得常規方案難以控制，因此一般採用H∞理論設計控制器以解決穩定性問題。每個逆變器部由PI控制器來得到快速動態響應，用魯棒控制來得到多個模組逆變器的魯棒性，以減少逆變器間的相互影響。與前面的方案相比，3C型並聯方案僅引人一個模組的電流訊號，無需模擬訊號平均電路，也無需知道並聯模組數。但是控制器複雜，多采用數字控制系統來實現，成本高，而且採用H∞方法設計控制器，控制器階數過高，技術難度大。