(图片来源：施耐德智能家居公众号，侵删)

在这种情况下，能否找到一种新方法，既有高可用性，还能提高运行效率，同时性能指标参数也能满足负载要求，就成为各厂家研发的重要目标。

超级旁路优先运行模式（E变换模式）。施耐德电气公司在2012年获得了超级旁路优先模式（E变换）的专利。如图示，正常情况下，逆变器与旁路市电并联工作，相当于有源滤波器，逆变器提供谐波电流和无功功率，旁路市电回路提供基波电流和有功功率。输出电压由旁路决定。

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这种模式的最大优势是整流器和逆变器的功率器件流过的电流较小，元器件疲劳老化轻微，寿命延长，UPS可用性提高。由于逆变器一直在并联运行，当旁路市电超出窗口范围时，系统会0ms切换回逆变器工作，不存在切换失败切换时间长的问题。该种模式效率高达98.8%，仅次于ECO模式。另外，由于可控制旁路回路只提供基波电流和有功功率，因此输入功率因数0.99，输入谐波电流<5%。

目前主流一线品牌厂家在三相大功率UPS系列上均与E变换技术类似的运行模式，供用户选择使用。

2.多电平逆变器技术

有的行业用户不愿意用市电供电模式，还是习惯于传统的双变换逆变器优先运行模式，那就需要对逆变器进行改进以提高可用性。

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工频机和早期的高频机均采用两电平逆变器技术。如图示

工频机采用变压器交流升压技术。工频机一般配置32只12V电池，浮充状态下直流母线电压432V，较低，只能逆变出160V交流电，只好在逆变器后端采用工频升压变压器，输出220/380V交流电。逆变器功率器件的承压为432V，较低，选用600-800V耐压值的IGBT即可满足要求。

高频机采用DC/DC直流升压技术。高频机一般配置40-64只电池，为取消变压器，保证逆变器可以直接逆变出220V/380V交流电，高频机在整流器后增加了一个IGBT的DC/DC升压环节，使得逆变器前端的直流母线电压达到800V，这样逆变器功率器件的承压为800V，需要选用1200-1500V耐压值的IGBT才能满足要求。

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通过研究场效应管和IGBT等功率器件的失效率曲线，发现1500V耐压值的功率器件其失效率数倍于800V耐压值的功率器件。这样，研发人员意识到降低功率器件的承压、选择低耐压值的功率器件可以提高逆变器的可用性。用户体验实践也证明工频机逆变器比两电平高频机的逆变器可用性高。

因此为改善高频机在可用性方面的不足，业内研发了三电平四电平逆变器。

如图示三电平逆变器功率器件的承压为400V，低于工频机。

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四电平逆变器功率器件的承压为266V，更是远低于工频机的432V。

施耐德电气公司于2010年获得了四电平逆变器技术的专利。该技术的运用，不但提高了逆变器的可用性，还提高了UPS效率，达到96.5%。

那么是否五电平六电平逆变器的可用性会更高呢，答案不是这样的，因为电平数越多，逆变器需要的功率器件的数量就越多，使得逆变器出故障的可能性增多。因此，需要在功率器件的耐压值和数量上找到合理的平衡。施耐德电气的实践证明运行在全球范围内的数万台四电平逆变器可用性优于传统的工频机。

3.新型物理架构的大功率并机系统

大型及超大型数据中心及半导体行业的用户，经常会搭建功率为1500KW及以上的UPS系统，这就需要采用多台UPS并联的系统架构。

并机系统的电气架构大家都知道有两种，多台UPS直接并机，和公用静态旁路的多台UPS并机。所有厂家都公认：公用大功率静态旁路的多台UPS并机系统可用性更高，但成本较贵。

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而从物理架构的角度出发，并机系统目前也发展出有两种模式。如图示1500KVA并机物理结构1，为传统的3台500KUPS单机通过外部配电柜和电缆进行直接并联，总共需要7个外部配电柜和多组电缆。每台UPS都有外配的主输入、旁路输入、UPS输出、电池回路等四把交直流断路器和四组交直流电缆，使得UPS系统操作复杂，造成可用性降低，配套的配电柜和电缆成本高，对现场施工环境要求高，对现场施工人员技术要求高，施工工期长。