不间断电源系统（Uninterruptible PowerSupply，UPS）作为应急供电设备，可以储能，还可以输出恒压、恒频的电源能量。在市网突然断电或是发生波动时，UPS可以为精密设备提供稳定电压，保证医疗机构精密设备的持续运转，因此UPS设备在医疗行业应用广泛。UPS作为所有设备运作的供电基础，稳定可靠运行以及实现在不同网络平台上的监控是其基本功能[1]。随着医疗信息技术的不断发展和计算机在医疗设备中的运用日益普及，大量高精医疗设备的普及对供电质量提出了越来越严格的要求[2]。文章根据医院大面积使用UPS不间断电源的特性及易发事故的案例，深入分析UPS电源及电池管理安全监控系统的安全需求，设计了医疗机构UPS电源设备安全管理监控系统的网络应用平台架构。1UPS介绍按工作原理可分为后备式UPS、在线式双变换UPS、在线式互动式UPS、Delta变换式UPS。在线式双变换UPS（on-line UPS）由整流器、逆变器、蓄电池组成。这种电源无论交流输入电是否中断，电压、波形是否符合供电要求，都能保证提供符合要求的电源，电压波形为连续正弦波[2]。智能模块化UPS主要由变换主回路、旁路静态开关、旁路维修开关以及外置电池组等构成。在线式UPS供电原理如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.06.028.F001图1在线式UPS供电原理变换主回路由多个UPS单模块并联，包括整流模块（REC）、逆变模块（INV）组成的AC-DC-AC结构[3]。旁路静态开关由反向并联的可控硅和继电器组成，通过旁路静态开关可直接向负载供电。旁路维修开关为断路器，对UPS内部进行维修时，为保证对负载供电的不间断，可使用旁路维修开关。外置电池组在市电断电时，通过逆变器向负载供电。2UPS安全管理系统使用现状及需求分析主机三相严重失衡，机器发热大，烧毁风险高。主机的输出电流参数，三相严重失衡。A相与C相的输出电流参数，偏差度超过C相比A相参数的50%，会导致机器噪声大，并产生大量热量，如果不能及时强制排风散热，将会因发热超过临界点烧毁机器，还可能会引发电气火灾事故。机器工作恶劣环境，且得不到良好维护。机房空间普遍狭小，不便于日常检查及维护设备，不能及时发现设备故障点，通风散热条件不佳，容易造成设备损坏，影响负载供电保护功能。主机安装位置狭窄，拆机困难，无法对内部进行详细检测，若出现故障，仅能通过输出电流、失衡参数进行推断故障原因及故障点。电池组电压严重失衡，一致性差，易引发起火爆炸。机房储能电池电压严重失衡，个别电池易出现鼓包现象，如不及时更换，会加大主机工作负荷，严重则会烧毁主机。储能电池组对每个电池组的电压一致性要求较高。个别电池一致性差，会出现电压不稳现象，在强行运作（充/放电）过程中，可能会导致电池组出现连锁热失控现象，引发电池起火或爆炸。传统的人工机房管理，需要投入大量人力物力，随着科技的进步，医疗系统智能化程度越来越高，取而代之的是无人值守机房[4]。在无人值守机房中UPS作为重要的储能和供电装置，其有效性和安全性直接影响机房的正常运转。通过设计UPS设备及电池管理安全监控系统，实现电池智能化24 h无人监管，方便替换亚健康电池组/最小单位电芯，排除故障隐患。3无人值守机房UPS安全管理系统3.1无人值守机房UPS安全管理系统的作用无人值守机房UPS安全管理系统如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.06.028.F002图2无人值守机房UPS安全管理系统（1）监测UPS设备的状态。UPS安全管理系统可以实时监测设备状态，包括输入电压、输出电压、电池电量以及电池剩余寿命等，及时发现设备故障和异常情况，减少故障的发生和影响。（2）保证电源稳定。UPS安全管理系统可以及时控制UPS设备的输出电压和频率，保证机房电源的稳定和可靠供电。（3）远程监控管理。无人值守机房需要远程监控和管理，UPS安全管理系统可以通过网络实现远程监控和管理，包括设备状态查询、设备参数设置、故障报警等。（4）防护和安全。UPS安全管理系统可以设置密码和权限控制，保证设备的安全性和防护性，防止未经授权的操作和意外损坏。3.2无人值守机房UPS安全管理系统的设计（1）设计模块化。UPS安全管理系统应该设计为模块化结构，便于根据需求增减功能模块，提高系统的可扩展性和适应性。采用模块化设计，各功能模块相互独立，通过用户信息、用电信息等数据关联，使各模块有机结合，能够实现各模块的快速协调调动，防止故障的联锁影响。系统软件包括主程序、人机交互、数据服务网关、云平台管理以及客户端管理等模块。模块化设计如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.06.028.F003图3模块化设计（2）采用可靠硬件。UPS安全管理系统应该采用可靠的硬件设备，包括服务器、传感器、开关、谐波分析仪、带漏电智能空气开关、故障电弧检测仪等，保证系统的稳定和可靠性。（3）采用可靠软件。UPS安全管理系统应该采用可靠的软件，包括操作系统、应用程序、数据采集和处理程序等，保证系统的稳定和安全。采用Winform开发，本地数据库采用SQL数据库，云端通过TCP通信。采用分布式架构，由于将传输层与本地业务逻辑分录，传输层负责基于分户箱的电气安全防控智能节点与设备间的消息中转，基于分户箱的电气安全防控智能节点又充当传输层与云端间的消息中转，且云端传输层和基于分户箱的电气安全防控智能节点传输层采用同样的协议。（4）实现远程管理。UPS安全管理系统具备远程管理能力，可以通过网络实现远程监控和管理。（5）实现数据存储和分析。UPS安全管理系统应实现数据存储和分析功能，包括设备状态、电池状态、负载情况等数据，提供数据分析和报表功能，辅助管理员及时发现和解决问题。通过云平台服务和云计算技术实现电气安全数据多维度、全方位地科学分析及处理，提供精准隐患排查、精准改造建议服务等。在线监控用户用电安全情况，消除火灾隐患。（6）实现告警机制。UPS安全管理系统应该实现告警机制，能够及时发现和报警UPS设备的故障和异常情况，包括声音报警、短信报警、邮件报警等方式，确保管理员及时处理问题。采用主从Rreactor多线程模型连接有线、无线用电设备；通过TCP、MODBUS-RTU协议与用电设备通信，实时读取用电设备电压、电流、功率、温度、故障电弧、谐波、功率因数、漏电电流以及用电量等电气参数，进行多维度、多参数耦合分析，集中监控用电网络的电气安全。基于实时电气参数的报警和故障监控模块，将报警及故障信息时间以声光、短信、App消息等方式实时通知用户，支持远程故障分析、远程启停、远程消音以及远程阈值设置。（7）设置权限控制。UPS安全管理系统应该设置权限控制，包括管理员权限和操作权限，防止未经授权的人员对系统进行操作，提高系统的安全性和防护性[4]。（8）整合其他系统。UPS安全管理系统可以与其他系统进行整合，如机房智能化管理系统、安全监控系统等，实现资源共享和信息交互，提高系统的综合管理能力和效率。系统实现全栈连接、多云融合、消防联动、建立标准、智能部署以及模组/芯片的方向发展。支持设备直连、边缘网关连接、中安软网关连接以及云云对接，连接协议支持TCP，MQTT、SOAP等；支持主流第三方IoT平台接入，支持云与云之间设备的互联互通；消防联动；提供语音AI、消息推送、工单等支撑能力。4与UPS电源设备管理系统相关的安全问题和措施4.1UPS和电池管理系统的安全性问题（1）电池组过热。UPS电池组过热可能会导致电池寿命缩短或甚至起火。因此，安全监控系统应该实时监测电池组的温度，及时调整充放电过程和通风系统以保持适当的温度。（2）电池组损坏或漏液。UPS电池组损坏或漏液可能会导致电池组失效或起火，安全监控系统应全面监测电压、电流、电池温度、电池容量等，及时发现并处理电池组损坏或漏液的情况。（3）逆变器过载或短路。UPS逆变器过载或短路可能会导致设备损坏或起火，因此安全监控系统应该监测逆变器的状态和参数，包括电压、电流、频率等，及时处理逆变器过载或短路的情况[5]。（4）环境问题。UPS和电池管理系统需要保持适宜的环境温度和湿度。安全监控系统需要监测的环境参数包括温度、湿度、氧气含量等。4.2处置措施定期检查和维护UPS和电池管理系统，包括电池组的清洁、检查、充电等，逆变器的维护和保养等；安装温度、电流等传感器，及时监测UPS和电池管理系统的状态和参数；安装通风系统和温度控制系统，保持UPS和电池管理系统的适宜环境温度和湿度；对UPS和电池管理系统进行定期检查和测试，包括电池组的放电测试、逆变器的负载测试等[6]；配备消防设备和灭火器材，以便及时应对突发情况。5结语UPS设备为医疗机构的连续运行提供了可靠电源保障，在医院的地位日益突出，随着智慧医院的推行及UPS设备动态监控需求的提高，UPS设备移动安全管理系统的设计日益得到重视。无人值守机房UPS安全管理系统是保障无人值守机房电力供应和设备稳定运行的重要组成部分，其作用包括监测设备状态、保证电源稳定、远程监控管理、防护和安全等。UPS安全管理系统的设计应该满足模块化、可靠硬件、可靠软件、远程管理、数据存储和分析、告警机制、权限控制、整合其他系统等要求，提高系统的稳定性、安全性和管理效率。