1、可靠节能兼备的UPS创新技术UPS智能在线技术白 皮 书华为数字能源技术有限公司“智领 DC 计划”第302号本报告感谢以下起草单位、人员联合主编单位（按单位名称拼音排序）华为数字能源技术有限公司、中国移动通信集团公司、中国信息通信研究院云计算与大数据研究所主编人员（按姓氏拼音排序）安真、曹国水、费珍福、郭亮、李宝宇、李会永、李俊林、梁海峰、梁贤光、万欣、王建军、王骏飞、阳必飞、张春涛、张帆、张广河、张展凡参编单位（按单位名称拼音排序）北京电信规划设计院有限公司、北京中金云网科技有限公司、北京中科合盈数据科技有限公司、广东省电信规划设计院有限公司、恒华数字科技集团有限公司、华信咨询设计研究院有

2、限公司、捷通智慧科技股份有限公司、鹏博士大数据有限公司、山东国为云计算有限责任公司、山东科普电源系统有限公司、上海建筑设计研究院有限公司、上海蓝色帛缔智能工程有限公司、上海邮电设计咨询研究院有限公司、同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司、香江科技股份有限公司、信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司、中国电子系统工程第四建设有限公司、中国航空规划设计研究总院有限公司、中国建筑标准设计研究院有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、中国移动通信集团设计院有限公司、中国中元国际工程有限公司、中联云港数据科技股份有限公司、中通服咨询设计研究院有限公司、中讯邮电咨询设计院有限公

3、司参编人员（按姓氏拼音排序）包顺强、陈兴华、杜丽娜、高翔、高晓明、胡杰、李亚、李玉昇、连杰、刘波、刘健信、刘叶语、浦廷民、沈巍、王建新、吴劲松、刘敬伟、徐岢、滕达、杨威、叶向阳、张丽娟、张文利、张学德、钟歆01UPS智能在线技术白皮书目录1.前言2.术语和缩写3.发展现状3.1.双碳背景下，低PUE是数据中心的政策导向和标准要求3.2.数据中心供电行业现状3.3.UPS主流模式介绍和优劣势对比3.3.1.在线双变换模式3.3.2.ECO模式4.智能在线模式价值和技术原理4.1.智能在线模式价值4.1.1.运行条件：中国电网质量均满足运行条件4.1.2.供电架构：数据中心主流架构均可使用智能在线

4、模式4.2.智能在线技术原理4.2.1.高低压箝位技术确保全模式0ms切换和高压浪涌抑制4.2.2.零电流热备份技术实现全负载范围高效率4.2.3.主动谐波补偿技术，实现等同于双变换模式的输入功率因数040506060851516161719-02UPS智能在线技术白皮书035.华为积极实践智能在线模式，全面验证运行可靠性6.常见问题FAQ7.总结附录11-1 设置和运行状态验证1-2 输入适应性验证1-3 输出适应性验证20262728283236-UPS智能在线技术白皮书随着碳中和已成全球共识，各国均颁布节能政策，对产业发展提出新要求，中国对能源绿色转型提出了“306

5、0”双碳政策，力争实现2030年碳达峰和2060年碳中和两个目标，该政策现已在各行业落地。数据中心作为耗能大户，其节能降耗迫在眉睫，数据中心内供电系统损耗占总体电费近10%，亟需加快向绿色节能方向迈进，UPS作为供电系统核心，是系统中损耗最大的设备。当前降低UPS损耗的方法一般为提升在线模式效率或使UPS运行在ECO节能模式下，当前业界最高在线模式效率97%左右，再向上提升会引起造价大幅提升，而ECO模式采用市电直供，效率可轻松达到99%以上，但当市电出现异常时，切换至电池有数毫秒中断，供电可靠性受影响，用户一般不使用。推出一种既能保障可靠供电又可实现超高效率的工作模式是UPS行业发展方向，本

6、白皮书旨在介绍UPS智能在线技术和华为UPS5000-H产品实践，阐述其核心价值、技术原理、使用场景以及全方位验证过程，目的是帮助读者进一步深入了解智能在线模式，为设计高可靠性和高效率的数据中心或行业关键供电方案提供思路和方法。1.前言04图片更新UPS智能在线技术白皮书2.术语和缩写ECO：economic control operation 节能模式DC:data center 数据中心PUE：power usage effectiveness 能源利用效率S-ECO：super economic control operation 智能在线模式VFI：voltage frequency

7、independent UPS输入输出电压频率独立VFD:voltage frequency dependent UPS输入输出电压频率一致VI:voltage independent UPS输入输出电压独立，频率一致SiC:silicon carbide 碳化硅THDi：total harmonic distortion of current 总电流畸变率THDv：total harmonic distortion of voltage 总电压畸变率APFC:active power factor Compensator 主动功率因数补偿器SVG：static Var generator 无

8、功发生器MTBF：mean time between failures 平均故障间隔时间MTTR：mean time to repair 平均故障维修时间05UPS智能在线技术白皮书人类活动带来的碳排放持续加速气候变暖，成为全球的共同威胁，应对气候变化是全球责任，2016生效的巴黎协定提出控制全球变暖与碳中和目标，1.5C成为全球升温控制目标，2C是底线，针对该目标目前已经有137个国家进行了碳中和的政策宣示或承诺，多个主要经济体发布绿色数据中心政策，构建绿色数据中心成为趋势。中国低碳发展的基础薄弱，任务最艰巨，但目标宏伟、决心坚定，在2020年第75届联合国大会一般性辩论中国提出2030年前

9、CO2排放量达峰，2060年争取实现碳中和，提出新时代能源革命发展战略，用电侧实行消费总量和强度双控制，法规标准和激励政策双管齐下。目前国家低碳政策已落地到各个行业，在数据中心领域颁布了多项政策，指导绿色数据中心发展并限定PUE到具体数值。2020年12月 关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见要求：东西部数据中心实现结构性平衡，大型、超大型数据中心运行电能利用效率降到1.3以下，八大节点对PUE要求是不同的，即使在同一个地点，又有区域内平均PUE，集群内平均PUE之分。3.发展现状3.1.双碳背景下，低PUE是数据中心的政策导向和标准要求京津冀长三角粤港澳成渝甘肃贵州宁夏内蒙

10、古区域内平均PUE1.31.31.31.31.21.31.21.3集群内平均PUE1.251.251.251.251.21.21.21.206表1 八大节点数据中心能效限定值及能效等级标准UPS智能在线技术白皮书数据中心行业标准对PUE提出了具体要求，例如GB40879-2021数据中心能效限定值及能效等级标准，规定了数据中心的能效等级与技术要求，统计范围，测试与计算方法。该标准将数据中心能效等级分为3级，1级表示能效最高，其要求如下表。能效等级指 标1级2级3级数据中心电能比1.201.301.5007表2 GB40879-2021数据中心能效限定值及能效等级标准UPS智能在线技术白皮书数据

11、中心供电核心系统主要包含市电引入、高/中压配电、低压配电、不间断电源、备电系统、机架配电、油机以及管理系统等。08本文聚焦在交流不间断电源系统，提升供电系统的效率可以有效降低PUE，以10MVA的数据中心为例，UPS每提升1%效率，可降低PUE约0.01，下表显示UPS产品主要国家/行业标准以及行业旗舰机型效率，一方面可以看出UPS的效率不是固定值，而是随负载率变化而变化，UPS行业相关标准定义的效率值如下表。图1 数据中心供电核心系统负载率系统效率当前行业旗舰机型效率YD/T 1095-2018 通信用交流不间断电源行业标准100%阻性负载95%96%50%阻性负载93%97%30%阻性负载

12、91%97%YD/T 2165-2017 通信用模块化交流不间断电源行业标准100%阻性负载94%96%50%阻性负载94%97%30%阻性负载90%97%GB/T 14715-2017信息技术设备用不间断电源通用规范100%阻性负载一级：93.7%二级：93%三级：91.3%96%75%阻性负载一级：93.7%二级：93%三级：91.3%96%25%阻性负载一级：92.8%二级：92%三级：90.1%96%15%阻性负载一级：90.1%二级：89%三级：86.4%95%3.2.数据中心供电行业现状表3 UPS标准中的效率要求UPS智能在线技术白皮书图2列出了近些年UPS效率发展历程，可以看出

13、UPS近十多年效率突飞猛进，但受拓扑、器件和工艺限制，未来UPS的在线模式效率会在97%以上艰难前行，表现为：拓扑方面：三电平IGBT双变换架构已应用多年，考虑产品可靠性和器件适配性，该拓扑短期内会继续沿用。器件方面：目前业界旗舰产品已经批量使用了SiC（碳化硅）部件，器件损耗已降至最低，因此通过升级器件进一步提升在线模式效率难上加难。线路损耗：受欧姆定律限制，大功率UPS内部线路损耗难以降低。受以上影响，UPS需要探索新模式，突破效率瓶颈，达到更优节能收益。1980-2005：工频UPS85%-90%2005-2010：高频塔式UPS90%-94%2010-2015：高频塔式/模块化UPS9

14、4%-96%2015-2022：全模块化UPS95%-97%09图2 UPS效率发展历程UPS智能在线技术白皮书数据中心使用的UPS产品均为在线双变换式UPS，其核心单元包括整流器、逆变器、充放电器和静态旁路，分为以下两大类：在线双变换模式和ECO模式。10在线双变换模式主路供电交流电输入经过整流器和逆变器的交流-直流-交流转换，同时通过充电器为电池充电，经由两级变换以后，能得到精度和质量都较好的输出电压，可以防止输入谐波、毛刺、电压瞬变等干扰影响负载。3.3.UPS主流工作模式和优劣势对比3.3.1.在线双变换模式在线双变换模式旁路供电当UPS检测到功率模块过温、过载或者其它会关闭逆变器的故

15、障，会自动转到旁路，同时整流器处于开启状态并通过充电器为电池充电。旁路电源会直接给负载提供能量，旁路模式下负载供电质量不受UPS保护，容易受到停电、交流市电电压或频率异常等状况的影响。在线双变换模式电池供电当市电输入异常或者整流器发生异常时，UPS转电池模式工作，此时功率模块从电池获取能量，经逆变器变换成交流电压输出。图3 在线双变换模式-主路供电示意图图4 在线双变换模式-旁路供电示意图在线双变换模式是UPS最常用的模式，根据不同输入源的状态分为主路供电、旁路供电和电池供电。UPS智能在线技术白皮书当对UPS效率要求更高时，在线双变换模块无法满足要求，此时ECO模式可以被采用，是UPS经济运

16、行模式，当旁路输入在ECO电压和频率范围内，且满足其他ECO供电条件时，UPS优先旁路输出，逆变待机。当旁路源电压不在ECO电压范围内时，负载将由旁路转向逆变供电。无论是旁路还是逆变供电，整流器都将处于开启状态并通过充电器为电池充电。这种工作模式，可以获得更高的效率。3.3.2.ECO模式ECO模式下负载从旁路切换回逆变时存在最大10ms的间断，造成负载掉电，同时对负载谐波无补偿能力，虽然有高达99%的效率，但在数据中心使用较少。综上所述，UPS主流工作模式间的对应关系如下：IEC62040标准定义UPS模式效率特点IEC62040切换动态响应电网要求应用场景VFI在线模式高达97%可靠供电，

17、模式间0ms切换Class1电网质量中等或较差超过95%的场景和几乎全部的数据中心场景VFDECO模式（类阻性负载）高达99%切换至电池有最大10ms的间断，负载谐波会反馈至电网Class3电网质量优，负载谐波含量低负载接受间断时间10ms的场景VIECO模式（非阻性负载）高达98.5%切换至电池有最大10ms的间断，负载谐波会经过逆变器滤波Class3电网质量优，负载谐波含量高负载接受间断时间10ms的场景综上所述，我们发现每个模式都有缺点，比如在线模式效率偏低，ECO模式效率高但切换有间断，如果融合两者的优势，使UPS默认工作在ECO模式，解决其切换间断和谐波补偿问题，这种创新模式就是智能

18、在线模式（英文：S-ECO），接下来本文将会对该模式的价值和原理进行详细介绍。11图5 在线双变换模式-电池供电示意图图6 ECO模式示意图表4 UPS各工作模式主要特性UPS智能在线技术白皮书124.智能在线模式价值和技术原理4.1.智能在线模式价值和推荐架构智能在线模式是基于智能在线技术的UPS新型工作模式，通过硬件架构和控制逻辑的优化，解决在线双变换模式的系统效率低，ECO模式输出有间断、谐波大、输入浪涌电压干扰的问题，具备四大核心价值：全模式0ms切换+全负载范围高效+高压浪涌抑制+主动谐波补偿。4.1.1 全模式0ms切换当系统工作在智能在线模式时，UPS自动检测旁路输入电网质量，当

19、旁路输入正常时，优先由旁路直供，当旁路电网异常时，0ms切换至逆变器供电（若此时主路正常，则为主路逆变供电，若此时主路旁路都异常，则为电池逆变供电），满足IEC62040-3定义的CLASS1动态响应等级，当旁路恢复后可自动返回旁路供电。4.1.2 全负载范围高效旁路直接供电时，UPS损耗极低，系统最高效率99.1%，20%以上负载率效率98.5%。图7 智能在线模式示意图图8 智能在线模式效率曲线UPS智能在线技术白皮书由于数据中心负载变化率较小，如下为某数据中心一天内不同时段负载率，峰值和谷值的变化率只有9.9%，这种情况下智能在线模式还支持功率模块休眠功能。该功能可自动检测负载率并休眠一

20、定数量的功率模块，降低这部分模块损耗，同时模块仅休眠逆变器，而整流器和充电器均在运行，保障负载突变、模式变化或其他异常时从休眠状态快速唤醒，最快唤醒时间5ms，保障供电可靠性。以上图为例，若配置1200kVA UPS，在6:44:08时刻，负载791kW，负载率66%，休眠4个模块，在14:04:09时刻，负载率为869kW，负载率72%，休眠3个模块，表明休眠模块数量可根据负载率自动调节。图9 某数据中心一天的负载率变化曲线4.1.3 高压浪涌抑制旁路直接供电时，旁路输入的浪涌电压很容易传到负载端口，针对浪涌高压，智能在线模式通过高低压箝位技术，电压降低时补偿，电压升高时吸收，经过验证输出电

21、压可满足IEC61000-4-5对浪涌电压的要求。13图10 IEC61000-4-5标准中浪涌电压测试要求UPS智能在线技术白皮书4.1.4 主动谐波补偿IT设备内部电源带有功率因数矫正（PFC），对外呈现的功率因数较好（0.9），可直接由旁路供电，但部分动力和工艺设备并没有功率因数矫正功能，如空调、风机、水泵等设备，传统ECO的旁路直供工作时会产生无功能量和高次谐波流入电网中，引起线路损耗增大、绝缘老化加速、设备寿命减少等问题。当运行在智能在线模式时，系统可自动检测实际谐波，超过设定值可自动开启逆变器补偿负载中的谐波分量，保障系统输入谐波含量少，功率因数高，以100%非阻性负载为例，传统E

22、CO模式的输入功率因数只能达到0.7-0.8，而补偿后可到输入PF0.99，传统ECO下需要额外增加APF或者SVG补偿装置，智能在线模式可节省这部分支出。14图11 主动谐波补偿示意图旁路模块逆变器主动补偿高功率因数低谐波分量低功率因数高谐波分量输入侧负载侧UPS智能在线技术白皮书UPS可按电网质量选择工作在在线模式或智能在线模式，这一过程在设计阶段和初次上电时设置，调试运行后无需再进行设置。4.1.5.运行条件：中国电网质量均满足运行条件智能在线模式对电网掉电频率无要求，但推荐在电网较稳定的环境下运行，其电压、频率和谐波的参考值如下：电压范围380V10%以内；频率范围50Hz2%以内；电

23、网电压总谐波畸变率THDv 8%以内。智能在线模式同在线模式相同，可适合于多种供电架构，当供电架构为2N时，双路智能在线模式、一路智能在线模式/一路在线双变换模式都适用。4.1.6.供电架构：数据中心主流架构均可使用智能在线模式双路智能在线模式一路智能在线模式，一路在线双变换模式供电链路效率高达98%供电链路效率高达97%15图12 不同电网质量推荐的运行模式表5 推荐的供电架构UPS智能在线技术白皮书164.2.智能在线技术原理智能在线模式的核心价值是基于内部的专利技术实现的，本节围绕智能在线技术原理展开描述。4.2.1.高低压箝位技术确保全模式0ms切换和高压浪涌抑制传统ECO下由于以下四

24、方面的原因，导致旁路异常切换到逆变供电的过程中，存在最大10ms间断时间，IT负载和动力负载有掉电风险。旁路输入检测延时（主要因素）控制信号传输延时旁路内部晶闸管过零关断（半控型器件）逆变开启延时图13 传统ECO模式间断产生的原因华为智能在线模式采用硬件高低压箝位技术，UPS功率模块输出，当旁路输入发生短暂的电压跌落或者浪涌高压，UPS可以充分利用模块化架构的优势，部分功率模块逆变电压210V，实现低压箝位，部分功率模块逆变电压230V，实现高压箝位，箝位幅值10V，该技术无需等待软件侦测和信号传递延时，直接通过硬件箝位的方式实现0ms切换，可靠性更高。U旁路：220VU模块A：210VU模

25、块B：230V低压箝位效果图高压箝位效果图U旁路：220VU模块A：210VU模块B：230V图14 智能在线技术高低压箝位工作示意图UPS智能在线技术白皮书174.2.2.零电流热备份技术实现全负载范围高效率上一节所述的高低压箝位技术并非将功率模块的逆变器之间直接并联，而是通过热备份单元后再并联，每个功率模块的逆变器输出都串联了该热备份电路，如下图所示，相比于业界常用的小电流备份技术（软件控制切换，旁路输入正常时为电流源模式，旁路输入异常时切换成电压源模式）增加了硬件电路，该电路最显著特点是零电流，因此可以实现零损耗热备份，效率高达99.1%。零电流热备份技术是华为专利技术，其专利截图如下，

26、核心原理是功率模块的逆变器串联晶闸管，利用晶闸管的正向电压导通，反向电压截止的特性，当旁路电压正常时，所有功率模块的晶闸管都处于截止状态，实现零电流和零损耗，当旁路电压异常，晶闸管实现上一节所描述的高低压箝位功能。图16 智能在线技术专利图图15 零电流热备份（左）VS 小电流热备份（右）UPS智能在线技术白皮书18下表是小电流备份和零电流热备份技术的对比，后者具备更优的效率。除了零电流热备份技术外，智能休眠技术通过休眠部分功率模块，提升全负载范围高效率，UPS系统会自动依据当前的负载率，预判剩余工作模块的负载率98.5%。若UPS系统预判剩余工作模块的负载率100%时，会在5ms以内快速唤醒

27、休眠模块，保证供电可靠性。休眠模式还支持轮休机制，休眠间隔以天为单位，定时带载和休眠，保证模块的运行时间一致。图17 智能在线技术休眠示意图动态响应备份电流效 率主路旁路关系造 价小电流备份CLASS1/CLASS3小高达98.5%直接并联低零电流热备份CLASS1无高达99.1%硬件隔离中表6 零电流和小电流热备份技术特性对比UPS智能在线技术白皮书4.2.3.主动谐波补偿技术，实现等同于双变换模式的输入功率因数针对非阻性负载，智能在线模式具备主动谐波补偿能力，其核心工作原理如下：图18 智能在线技术主动谐波补偿原理图系统通过分析UPS的输出负载电流Iload，分解其中的谐波分量，传输给逆变

28、器进行运算，逆变器则工作在电流源模式，按负载谐波电流输出补偿谐波电流Iinv，负载上的谐波电流全部由逆变提供，旁路输入电流Ibps只是基波成分，从而保证电网输入电流THDi非常小。智能在线模式可以适配各种负载组合，包括阻性、阻容性、阻感性、非线性负载，逆变均可以补偿负载的无功成分，补偿效果与在线模式相当，保证输出满载时系统输入PF0.99，输入THDI5%、10%、20%、30%可选。奇次谐波补偿配置：默认115奇次谐波都补偿，可自定义只针对某次谐波进行补偿。ECO电压范围：默认5%，可选择6%、7%、8%、9%、10%。旁路频率范围：默认2.0，可选择0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、

29、5.0、6.0。在LCD界面“系统信息 设置 系统设置”中可设置工作模式为智能在线模式，同时自定义智能在线的工作电压范围和谐波补偿能力，设置完成后此时LCD界面显示智能在线模式。1-1-1 设置参数和路径图20 智能在线模式设置界面1图21 智能在线模式设置界面228UPS智能在线技术白皮书智能在线模式下旁路频率范围设置，在LCD界面“系统信息 设置 旁路设置”图22 智能在线模式设置界面329UPS智能在线技术白皮书当智能在线模式的参数设置完成后，系统会优先旁路供电，并依据负载率、负载电流THDi、负载PF、输入电压、频率等参数，实时计算并自动调整VFD、VI、VFI三种供电状态，其中输入电

30、压、频率和THDi参数在初次启动时手动在监控屏设置。1-1-2 模式切换逻辑和运行状态验证图23 智能在线模式状态切换原理图输入电压质量较好，波动较小，负载为阻性或类阻性负载时，系统运行在VFD状态。旁路输入电压频率在设定范围内，负载电流THDi小于设定值（默认5%），且功率因数0.95，此时UPS运行在VFD状态，供电效率99.1%，逆变器不开启补偿。输入电压质量较好，波动较小，负载为非阻性负载时，系统运行在VI状态。旁路输入电压频率在设定范围内，负载电流THDi大于设定值（默认5%），且负载功率因数0.50.95。此时UPS自动进入VI状态，逆变器对负载电流的谐波和无功成分进行补偿，此时供

31、电效率为98.5%，输入PF0.99，输入电流THDi5%。图24 智能在线模式功率流向（无谐波补偿）图25 智能在线模式功率流向（有谐波补偿）30UPS智能在线技术白皮书当输入电压质量较差，波动较大时，系统运行在VFI状态。电网电压和频率超出规格限制，或者负载PF0.5，或者负载率10%，任意一点达到时，UPS将自动切换至主路逆变供电（VFI状态），避免较差波形直接给负载供电。UPS会实时监测输入电压波形质量，直至输入电压质量变好，UPS恢复至智能在线模式VFD或VI供电状态。图26 智能在线模式功率流向（转在线模式）31UPS智能在线技术白皮书321-2 输入适应性验证系统旁路电压设置上限

32、为10%，当旁路电压超10%以后，系统旁路供电下0ms切换至主路供电，并触发旁路电压异常告警。当旁路电压低于上限后，告警自动消失，经过5min后0ms由主路供电回切旁路供电。1-2-1 输入高低压验证系统旁路电压设置下限为-10%，当旁路电压超-10%以后，系统旁路供电下0ms切换至主路供电，并触发旁路电压异常告警。当旁路电压高于下限后，告警自动消失，经过5min后0ms由主路供电回切旁路供电。图27 高压切换(242V)图28 常压恢复(220V)黄色:旁路输入电压，蓝色:旁路输入电流，紫色:系统输出电压，绿色:系统输出电流图29 低压切换（198V）图30 常压恢复（220V）黄色:旁路输

33、入电压，蓝色:旁路输入电流，紫色:系统输出电压，绿色:系统输出电流UPS智能在线技术白皮书旁路电压频率设置范围为6Hz，旁路电压频率向上偏移超过6Hz以后，系统旁路供电下0ms切换至主路供电，并触发旁路电压异常告警。当旁路电压频率低于上限值后，告警自动消失，经过5min后0ms回切旁路供电。旁路电压频率向下偏移超过6Hz以后，系统旁路供电下0ms切换至主路供电，并触发旁路电压异常告警。当旁路电压频率高于下限后，告警自动消失，经过5min后0ms回切旁路供电。图31 高频切换（56Hz）图32 正常恢复（50Hz）黄色:旁路输入电压，蓝色:旁路输入电流，紫色:系统输出电压，绿色:系统输出电流图3

34、3 低频切换（44Hz）图34 正常恢复（50Hz）黄色:旁路输入电压，蓝色:旁路输入电流，紫色:系统输出电压，绿色:系统输出电流1-2-2 输入高低频率验证33UPS智能在线技术白皮书34智能在线模式下，输出负载带阻性负载，系统工作在VFD状态下，此时旁路输入电压掉电，系统0ms切换至主路供电，并触发旁路电压异常告警。旁路电压恢复后，告警自动消失，经过5min后0ms回切旁路供电。1-2-3 输入掉电验证智能在线模式下，输出负载带非阻性负载，系统工作在VI状态下，此时旁路输入电压掉电，系统0ms切换至主路供电，并触发旁路电压异常告警。旁路电压恢复后，告警自动消失，经过5min后0ms回切旁路

35、供电。图35 黄色:旁路输入电压，蓝色:旁路输入电流，紫色:系统输出电压，绿色:系统输出电流图36 黄色:旁路输入电压，蓝色:旁路输入电流，紫色:系统输出电压，绿色:系统输出电流UPS智能在线模式下，遇到输入高压浪涌时，系统可抑制浪涌，当UPS输入侧存在共模6kV和差模6kV的浪涌电压时，可实现输出端的残压差模峰值0.65kV，共模峰值1.93kV，满足IT设备差模1kV，共模2kV的使用要求。1-2-4 输入高压浪涌验证图37 共模6kV浪涌测试波形UPS智能在线技术白皮书智能在线模式下，系统实时监测旁路输入电压质量，当谐波变大时，系统自动判断旁路输入异常，切换至逆变供电，保证负载的供电质量

36、。验证过程中，在旁路输入分别注入各类谐波（三次谐波、梯形波、阶梯波、方波、尖顶波、三角波、矿厂波形、钢厂波形、承德波形、鞍山波形），UPS告警旁路电压异常并转逆变供电，切换过程输出电压无间断。1-2-5 输入电压畸变验证图38 三次谐波图39 梯形波图40 阶梯波图41 方 波图42 尖顶波图43 三角波图44 矿厂波形3(1KHz 50V方波叠加2、20、40次谐波为主)图45 钢厂波形2(5、7、11次谐波为主)图46 承德波形（37,39次）图47 承德波形（36,38次）图48 鞍山波形（29,31次）图49 钢厂波形3(1.5K方波叠加)35蓝色：输入电压，黄色：输出电压UPS智能在

37、线技术白皮书361-3 输出适应性验证智能在线模式下，系统可以根据负载的谐波大小进行谐波补偿，从而降低旁路输入侧的谐波电流，保证电网的友好性。以下是智能在线模式下，补偿前后的波形图。1-3-1 主动谐波补偿验证实际测试，当系统工作在智能在线模式下，输出端给PF=0.7的负载供电，通过谐波补偿功能，可以观测到智能在线模式下通过谐波补偿的旁路输入PF和THDI的效果，与双变换模式相当。图50 补偿前图51 补偿后黄色:旁路输入电压，蓝色:旁路输入电流，紫色:系统输出电压，绿色:系统输出电流0.70.80.911.110%20%30%40%50%60%70%80%90%100%PF值负载率智能在线模

38、式谐波补偿PF值对比谐波补偿前谐波补偿后双变换模式0.00%50.00%100.00%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%THDI负载率智能在线模式谐波补偿THDI值对比谐波补偿前谐波补偿后双变换模式图52 智能在线模式谐波补偿PF值对比图53 智能在线模式谐波补偿THDI值对比UPS智能在线技术白皮书智能在线模式下，逆变器是时时输出热备份电压，保证切换的动态响满足IEC62040-3的最高标准class1。并且可以满足0.1ms后15%以内的动态变化。实际测试，智能在线模式下，输出负载带R负载，系统工作在VFD状态下，此时旁路输入电压掉电，系统旁路供电下0ms切换至

39、主路供电，输出切换波形如下：依据IEC62040-3，输出电压动态特性的变化可以采用瞬时值图形验证法来确认，根据标准，把发生动态变化后的0.1ms20ms的波形实时记录下来，与标准波形进行对比（标准波形可以采用动态发生前一个周期的波形），对比的差值比例绘制在标准的范围曲线中，从而确认动态的变化是否满足要求。图54 输出动态响应验证黄色：旁路输入电压，蓝色：旁路输入电流，紫色：系统输出电压，绿色：系统输出电流1-3-2 输出动态响应验证按照以上的对比方法，把测试的波形进行转换分析，分析结果显示0.1ms后满足15%的动态变化。37图55 UPS输出动态响应标准判据图56 UPS5000-H智能在线模式输出动态响应测试结果UPS智能在线技术白皮书1-3-3 输出短路验证38系统运行在智能在线模式时，输出短路瞬间系统检测到旁路电压异常，此时系统切换至逆变输出，逆变输出短路持续时间300ms以上，若在逆变输出时间内短路点被清障，则逆变输出恢复正常，然后再回切旁路供电，若在逆变输出时间内短路点没有被清障，则逆变回切旁路，由旁路供电，脱扣保护断路器。（备注：波形中旁路最后电源关机是使用了AC source，具有限流关机功能）图57 输出短路黄色：旁路输入电压，蓝色：旁路输入电流，紫色：系统输出电压，绿色：系统输出电流