（徐州海伦哲专用车辆股份有限公司 江苏徐州 221004）
一、背景需求
供电公司对于临时性重要负荷（如重大会议活动等），一般采用电源车作为保电设备。
电源车按应急启动速度可分为两大类：间断与不间断。普通柴油发电车的起动与满负荷带载过程一般需要约20秒以上；而响应速度在20毫秒以内的电源车，用电设备一般感觉不到供电中断，可称为不间断电源车，目前市场上主要是UPS电源车。
不间断保电工况的现实需求状况是：1）保电对象一般不是具体某一用电设备，而是保电对象内各类众多用电设备的综合集中低压配电站，因此，对保电电源的要求是持续不间断，而对市电电源质量进行再纯净化处理的必要性很低（其中需要电源纯净化的少量精密用电设备一般会贴身自配UPS电源）。2）社会上各种保电对象的耗电功率需求日趋大功率化，主流需求正在由200KW~400KW向500KW~700KW发展。3）一些以大功率电机驱动设备为主的应急设备，在停电瞬间需要应急起动，其瞬间起动冲击电流常达正常工作电流的3倍以上。
对于上述不间断保电工况的现实需求状况，在车少面广的现状下，需要一台不间断电源车能够全面适用上述各种保电工况，
二、多级后备方案的基本思路
1、不采用现有只适用于固定机房场合的常规UPS电源系统，而针对电源车需求设计专用不间断电源系统；
2、除了对少量小功率精密设备提供特殊纯净化电源处理，一般主电路系统不对市电电源进行再纯净化处理；
3、针对超过UPS逆变器额定容量的大功率负荷，将旁路的开关额定容量明显加大并设为主工作电路，并通过柴油发电机组与蓄电池组的起动配合，设置几种超载功率等级的后备方式（说明：逆变器超载率与时间成反比，即超载率越大则承载时间越短）。
4、对于一些以大功率电机驱动设备为主的应急设备的停电瞬间应急起动，可加设软启动系统。
三，多级后备不间断电源车的基本特征
以发电机组及第一级静态切换开关组成第一级后备电源；2、以选择开关、蓄电池组、第一级断路器、整流器、逆变器、第二级断路器及第二级静态切换开关组成第二级后备电源；第三级后备电源由选择开关、变频器、断路器及第三级静态切换开关组成。
具体地说，第一级静态切换开关的输出端接入到作为第二级后备电源的整流逆变并联电路；整流逆变并联电路由带有蓄电池组的整流逆变电路及其旁路并联构成，包括市电净化、蓄电池逆变、旁路三条工作电路；第二级静态切换开关输出到作为第三级后备电源的整流变频并联电路；整流变频并联电路由带有蓄电池组的整流变频电路及其旁路并联构成，包括蓄电池组变频与旁路两条工作电路，第三级静态切换开关输出给外部保电综合负荷；蓄电池组通过选择开关分别接入逆变器与变频器。详见图1、图2。
图2 多级后备不间断电源车的电路原理示意图
图中：汽车底盘1，特制车厢2， 整流逆变系统3，智能控制系统4，蓄电池组5，温控系统6，发电机组7，排风隔声障8，电缆卷盘9，第一级静态切换开关11，断路器12，整流器13，逆变器14，断路器15、第二级静态切换开关16，选择开关17，变频器18，断路器19，第三级静态切换开关20。
四、多级后备不间断电源车的基本运行逻辑关系
1、若保电综合负荷功率在逆变器额定容量的70%以下时，则市电采用第二级的旁路串联第三级的旁路为主用电路，以蓄电池组逆变电路为后备电源，逆变器处于热备状态；
2、若保电综合负荷功率达到逆变器额定容量的70%~100%且环境温度偏高时，则市电采用第二级的旁路串联第三级的旁路为主用电路，以蓄电池组逆变电路为优先后备电源，逆变器处于热备状态，并根据逆变器过热检测信息自动择机起动与切换到发电机组；
3、若保电综合负荷功率达到逆变器额定容量的100%~150%时，则市电采用第二级的旁路串联第三级的旁路为主用电路，以蓄电池组逆变电路为过渡后备电源，逆变器处于热备状态，待冷备发电机机组起动后立即切换到发电机组；
4、若保电综合负荷功率达到逆变器额定容量的150%~200%时，则市电采用第二级的旁路串联第三级的旁路为主用电路，将发电机组置于热备状态并直接为优先后备电源，逆变器处于冷备状态；
5、若保电对象的负荷功率达到逆变器额定容量的200%以上时，则立即起动发电机组并切换采用发电机组供电，主动停止采用市电，逆变器处于冷备状态；
6、若负荷主要为对电源品质要求很高且要求供电零间断的精密设备，则主用电路应采用第二级的整流逆变电路串联第三级的旁路，逆变器处于一直工作状态，以蓄电池组逆变电路为后备电源；
7、若负荷主要为频繁启停的感性负载，将导致功率因素波动剧烈，则主用电路应采用第二级的旁路串联第三级的旁路，以切换到第三级的蓄电池组变频电路为后备电源，逆变器处于冷备状态而变频器处于热备状态。
五、综述
多级后备不间断电源车，在市电突然中断的异常情况下，可实现后备电源不间断地向保电对象持续稳定供电；本车以蓄电池组与发电机组两种后备电源为基础，设有多级主备电路，可在负载功率、负荷特性、环境气温等因素条件下，自动合理选择内部主备电路与切换条件；本车突出效益是以较小容量的蓄电池逆变装置可实现对较大功率负荷的不间断保电，显著解决了大容量常规UPS电源系统车载化困难与保电需求大功率化趋势的矛盾。