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UPS供电系统的发展与应用-MASTERVOLT蓄电池

来源：MASTERVOLT蓄电池发布时间：2023-07-04 09:11:26 浏览次数: 次

市场需求和技术进步推动了UPS技术的不断发展。认真考察一下当前UPS技术与其应用现状和存在的问题，研究和确定其未来的技术发展方向，对进一步提高UPS实际应用水平及更合理的选择UPS供电系统设计方案是非常必要的。
　　
　　技术发展与时俱进
　　
　　现代UPS供电系统的整机设计理念及其配置方法正在发生明显的变化。所有这些变化都是紧紧围绕着IT技术和通信设备技术的进步，以及当前UPS供电系统所存在的问题进行的。这种设计理念的变化，导致了UPS集成化设计理念的产生。
　　
　　通信企业是UPS产品的重要使用者，UPS供电系统的配套设备属于企业的固定资产，通信类设备技术的发展更新非常快，一般是两三年一个周期，而固定资产设备投资是不能这样变化的，需要设备的使用周期要尽可能长久。这就要求在进行电信机房UPS供电系统的方案设计时，充分考虑到设备机房以后的发展变化与需求。特别是要分析一些未来的因素，从而使UPS系统设计的总容量要大一些。为适应设备机房在未来用电需求方面可能发生的变化，今后的UPS不仅将在系统的可用性、可管理性等方面不断提高，在设备扩容的灵活性、可适应性等方面也将增强。通过UPS设备技术的不断进步，以后的UPS供电系统及其设备的配置本身都将具有很大的可扩充性、可变更能力、可快速建设的能力和边发展边扩容的能力。这使用户单位可以通过电源系统的配置改变来满足负载变化的需要。
　　
　　综合观察当前UPS技术的发展状况，今后一段时期UPS产品设备有以下总体发展趋势：
　　
　　技术方面
　　
　　在技术方面正逐步趋向高频化、小型化、智能化、环保化和系统集成化的方向发展。
　应用方面
　　
　　在应用方面正逐步向从单机向冗余结构变化、从注重系统的可靠性向注重系统的可用性变化、从单纯供电系统向***整个网络设备运行环境变化和适应性不断提高的方向发展。
　　
　系统结构的模块化和标准化
　　
　　当今UPS系统结构正趋于基层化的设计。基层化的设计，给产品的标准化、模块化设计创造了条件。模块化、标准化设计提高了UPS整体系统的可用性和适应性。同时，也降低了UPS设备的总体制造成本。UPS整体结构标准化、模块化的形式很类似于高频开关电源，将具有可扩展、可更改、可移植、可拔插的特点，从而使操作更为方便，维护趋于简化，便于操作人员对其熟悉和掌握。同时，也提高了UPS设备的价值和效率。
　　模块化和标准化的系统结构，提高了UPS在应用中的适应性、可用性、和设备利用率。这种模块化设计的结构可在不停电情况下,通过增加或减少模块的数量来改变系统的总容量，使UPS供电系统的扩容变得容易，重新布置更为方便，降低了传统不间断电源扩容、升级的风险，方便了用户可根据负荷的需求进行UPS系统容量扩展的需要。对于容量较大、体积较大的UPS系统设备来说，模块化的结构设计不仅增加了设备空间布局的灵活性，提高了设备在安装时对空间的适应性，还能为UPS供电系统未来可能进行的改造或重新设计留有余地。
　　模块化UPS供电系统可带电拔插和更換供电模块，这种特性对使用者产生很强的吸引力。因为这种UPS电源，当系统出现障碍时，即使没有专业的技术人员在现场，用户也可以方便的进行扩容和维护。使用者或维护人员无需去查找UPS出故障的原因，也无需花精力去熟悉工作原理及维护技巧，只要把有故障的电源模块/电池模块/监控模块拨出，再将新的相应模块插入，就能恢复正常运行，从而简便了维护与扩容工作。
　　
　　模块化和标准化的UPS系统结构可以降低成本，节省投资。这是因为：第一，减少了设备成本，即初期投资的设备购置和建设成本可以降低，避免了一次性建设的规模过大和投资过高；第二，减少了能源成本，可以让设备充分发挥使用效率，降低能源损耗；第三，减少了非能源运营成本，包括人员、培训、维护等其他方面的成本。以人员来说，可能不需要这么庞大的维护队伍，也不需要经专业培训的维护人员。
　　
　　UPS蓄电池组连接方式的改进
　　
　　作为不间断电源系统的储能装置，UPS蓄电池起着极其重要的作用。目前，UPS电源中广泛采用的是免维护的铅酸蓄电池，但其价格比较昂贵。有些重要的机房为了设备不受市电中断的影响，往往配置长延时的蓄电池系统，从而致使蓄电池的成本甚至超过UPS主机成本。
　　
　　目前，有些电信机房采用模块式UPS电源，把交流供电系统与通信网络直流供电系统融为一体，利用电信机房现有直流供电系统的蓄电池组作为UPS系统的后备直流电源的供电系统。在电信机房的直流供电系统中，一般都配置了容量较大的蓄电池组。采用这种方案供电时，UPS系统逆变电源可以和直流供电系统设备共用机房内的大容量蓄电池组，交直流资源共享，无需重复投资。机房的直流系统供电的可靠性远远超过了传统UPS电源的专用电池，机房专用电池的成本也要低于传统不间断电源用的12V电池的成本，且寿命更长。这种方案既可以减少用户对电池组和充电器的投资，又可避免分散管理和维护电池组，还能提高电池组的可靠性和利用率。
　　
　　在电池连接方面，传统UPS并联时，每台UPS配备自己的蓄电池组。随着UPS应用技术的发展，现在的UPS并联系统中，可以几台UPS主机共用一套蓄电池组。目前，有的UPS厂家又提出了改进型的热备份方式。它把两台UPS的蓄电池并联起来，整套系统除了有整流器1和逆变器1、整流器2和逆变器2组成的通路外，还提供了由整流器1和逆变器2组成的通路和由整流器2和逆变器1组成的通路。也就是说整套UPS系统大大减少了由其自身整流器和逆变器故障原因而转到静态旁路的切换次数。同时，两台UPS主机的蓄电池组并联在一起，避免了因一组蓄电池经常放电，而另一组蓄电池长期不放电的问题。这种连接方式对蓄电池组的维护很有意义，而且在蓄电池组上花同样的钱可以获得两倍的延时。所以说，这种热备份方式也不失为一种好的选择。
　　
　　UPS输入功率因数的提高
　　
　　过去人们不太重视UPS的输入特性，谈到输入部分只谈输入电压范围、频率，对输入功率因数、谐波影响则不太关心。设备的功率因数低，谐波电流增大，将给电网带来很多危害：
　　
　　（1）干扰其它的用电设备。

　　（2）增大了输入电流在传输线上的损耗。

　　（3）增加前级设备的功率容量，增大了投资。

　　（4）增大中线电流。

　　现在高频开关电源的功率因数较高，普遍能达到0.99以上，是由于使用了PFC（功率因数矫正）电路，这种技术在未来的UPS系统设备中同样会得到应用。而高频PWM整流技术为大功率UPS的输入特性的改善提供了技术上的可行性。因此，有理由相信高功率因数的UPS，将会是将来在应用时所追求的选择。