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UPS供電系統的發展趨勢

日期: 2021-06-11 10:54
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   市場需求和技術進步推動了UPS技術的不斷發展。認真考察一下當前UPS技術與其應用現狀和存在的問題,研究和確定其未來的技術發展方向,對進一步提高UPS實際應用水平及更合理的選擇UPS供電系統設計方案是非常必要的。
  
  4.1技術發展與時俱進
  
   現代UPS供電系統的整機設計理念及其配置方法正在發生明顯的變化。所有這些變化都是緊緊圍繞著IT技術和通信設備技術的進步,以及當前UPS供電系統所存在的問題進行的。這種設計理念的變化,導致了UPS集成化設計理念的產生。
  
   通信企業是UPS產品的重要使用者,UPS供電系統的配套設備屬于企業的固定資產,通信類設備技術的發展更新非?,一般是兩三年一個周期,而固定資產設備投資是不能這樣變化的,需要設備的使用周期要盡可能長久。這就要求在進行電信機房UPS供電系統的方案設計時,***充分考慮到設備機房以后的發展變化與需求。特別是要分析一些未來的因素,從而使UPS系統設計的總容量要大一些。為適應設備機房在未來用電需求方面可能發生的變化,今后的UPS不僅將在系統的可用性、可管理性等方面不斷提高,在設備擴容的靈活性、可適應性等方面也將增強。通過UPS設備技術的不斷進步,以后的UPS供電系統及其設備的配置本身都將具有很大的可擴充性、可變更能力、可快速建設的能力和邊發展邊擴容的能力。這使用戶單位可以通過電源系統的配置改變來滿足負載變化的需要。
  
   綜合觀察當前UPS技術的發展狀況,今后一段時期UPS產品設備有以下總體發展趨勢:
  
   4.1.1技術方面
  
   在技術方面正逐步趨向高頻化、小型化、智能化、環;拖到y集成化的方向發展。
  
   4.1.2應用方面
  
   在應用方面正逐步向從單機向冗余結構變化、從注重系統的可靠性向注重系統的可用性變化、從單純供電系統向***整個網絡設備運行環境變化和適應性不斷提高的方向發展。
  
   4.2系統結構的模塊化和標準化
  
   當今UPS系統結構正趨于基層化的設計;鶎踊脑O計,給產品的標準化、模塊化設計創造了條件。模塊化、標準化設計提高了UPS整體系統的可用性和適應性。同時,也降低了UPS設備的總體制造成本。UPS整體結構標準化、模塊化的形式很類似于高頻開關電源,將具有可擴展、可更改、可移植、可拔插的特點,從而使操作更為方便,維護趨于簡化,便于操作人員對其熟悉和掌握。同時,也提高了UPS設備的價值和效率。
   模塊化和標準化的系統結構,提高了UPS在應用中的適應性、可用性、和設備利用率。這種模塊化設計的結構可在不停電情況下,通過增加或減少模塊的數量來改變系統的總容量,使UPS供電系統的擴容變得容易,重新布置更為方便,降低了傳統不間斷電源擴容、升級的風險,方便了用戶可根據負荷的需求進行UPS系統容量擴展的需要。對于容量較大、體積較大的UPS系統設備來說,模塊化的結構設計不僅增加了設備空間布局的靈活性,提高了設備在安裝時對空間的適應性,還能為UPS供電系統未來可能進行的改造或重新設計留有余地。
   模塊化UPS供電系統可帶電拔插和更換供電模塊,這種特性對使用者產生很強的吸引力。因為這種UPS電源,當系統出現障礙時,即使沒有專業的技術人員在現場,用戶也可以方便的進行擴容和維護。使用者或維護人員無需去查找UPS出故障的原因,也無需花精力去熟悉工作原理及維護技巧,只要把有故障的電源模塊/電池模塊/監控模塊撥出,再將新的相應模塊插入,就能恢復正常運行,從而簡便了維護與擴容工作。
  
   模塊化和標準化的UPS系統結構可以降低成本,節省投資。這是因為:第一,減少了設備成本,即初期投資的設備購置和建設成本可以降低,避免了一次性建設的規模過大和投資過高;第二,減少了能源成本,可以讓設備充分發揮使用效率,降低能源損耗;第三,減少了非能源運營成本,包括人員、培訓、維護等其他方面的成本。以人員來說,可能不需要這么龐大的維護隊伍,也不需要經專業培訓的維護人員。
  
  4.3UPS蓄電池組連接方式的改進
  
   作為不間斷電源系統的儲能裝置,UPS蓄電池起著極其重要的作用。目前,UPS電源中廣泛采用的是免維護的鉛酸蓄電池,但其價格比較昂貴。有些重要的機房為了***設備不受市電中斷的影響,往往配置長延時的蓄電池系統,從而致使蓄電池的成本甚至超過UPS主機成本。
  
   目前,有些電信機房采用模塊式UPS電源,把交流供電系統與通信網絡直流供電系統融為一體,利用電信機房現有直流供電系統的蓄電池組作為UPS系統的后備直流電源的供電系統。在電信機房的直流供電系統中,一般都配置了容量較大的蓄電池組。采用這種方案供電時,UPS系統逆變電源可以和直流供電系統設備共用機房內的大容量蓄電池組,交直流資源共享,無需重復投資。機房的直流系統供電的可靠性遠遠超過了傳統UPS電源的專用電池,機房專用電池的成本也要低于傳統不間斷電源用的12V電池的成本,且壽命更長。這種方案既可以減少用戶對電池組和充電器的投資,又可避免分散管理和維護電池組,還能提高電池組的可靠性和利用率。
  
   在電池連接方面,傳統UPS并聯時,***每臺UPS配備自己的蓄電池組。隨著UPS應用技術的發展,現在的UPS并聯系統中,可以幾臺UPS主機共用一套蓄電池組。目前,有的UPS廠家又提出了改進型的熱備份方式。它把兩臺UPS的蓄電池并聯起來,整套系統除了有整流器1和逆變器1、整流器2和逆變器2組成的通路外,還提供了由整流器1和逆變器2組成的通路和由整流器2和逆變器1組成的通路。也就是說整套UPS系統大大減少了由其自身整流器和逆變器故障原因而轉到靜態旁路的切換次數。同時,兩臺UPS主機的蓄電池組并聯在一起,避免了因一組蓄電池經常放電,而另一組蓄電池長期不放電的問題。這種連接方式對蓄電池組的維護很有意義,而且在蓄電池組上花同樣的錢可以獲得兩倍的延時。所以說,這種熱備份方式也不失為一種好的選擇。
  
  4.4UPS輸入功率因數的提高
  
   過去人們不太重視UPS的輸入特性,談到輸入部分只談輸入電壓范圍、頻率,對輸入功率因數、諧波影響則不太關心。設備的功率因數低,諧波電流增大,將給電網帶來很多危害:
  
   (1)干擾其它的用電設備。
 
   (2)增大了輸入電流在傳輸線上的損耗。
 
   (3)增加前級設備的功率容量,增大了投資。
 
   (4)增大中線電流。
 
   現在高頻開關電源的功率因數較高,普遍能達到0.99以上,是由于使用了PFC(功率因數矯正)電路,這種技術在未來的UPS系統設備中同樣會得到應用。而高頻PWM整流技術為大功率UPS的輸入特性的改善提供了技術上的可行性。因此,有理由相信高功率因數的UPS,將會是將來在應用時所追求的選擇。
 
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