UPS電源設(shè)計思路探討

　　在供電系統(tǒng)建設(shè)初期，傳統(tǒng)UPS 設(shè)備無法擴(kuò)容，只能按照設(shè)備遠(yuǎn)期負(fù)荷需求考慮，面對層出不窮新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，設(shè)備用電需求難以準(zhǔn)確估計，使得UPS 設(shè)備容量產(chǎn)生過高的估計，造成采購成本過高。而模塊化UPS 通過可擴(kuò)充的模塊結(jié)構(gòu)有效解決了這一問題，其模塊化結(jié)構(gòu)能夠很方便地安裝和擴(kuò)容，它可以幫助用戶在未來發(fā)展不明確的情況下分階段進(jìn)行建設(shè)和投資。即滿足了后期業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，又降低了用戶的初期建設(shè)成本。

　　我們同樣以前面的案例為依據(jù)，裝機容量按年增長20%考慮，投資比較如下表。

表5 投資比較表

　　以上投資不包括電池配置的考慮，若考慮電池配置，模塊化UPS 的優(yōu)勢將更加明顯。

　?。?）并聯(lián)冗余與可靠性。

　　在機架式模塊化UPS 中，功率模塊部分是并聯(lián)冗余的，即功率部分是由許多模塊并聯(lián)在一起并均分負(fù)載，它們不分主從，互不依賴，并且均分負(fù)載。即使有一個功率模塊發(fā)生故障退出，也不影響整個系統(tǒng)工作。采用傳統(tǒng)UPS 系統(tǒng)，為保證安全需采用1+1或N+1的關(guān)聯(lián)冗余方式，這不僅增加了采購、安裝及維護(hù)成本，而且一般情況下只能容錯一次。而機架式模塊化UPS 系統(tǒng)，用戶只需購買相應(yīng)的功率模塊，即可實現(xiàn)N+X的故障冗余，容錯率大大提高。

　　傳統(tǒng)UPS 供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，由于系統(tǒng)過于復(fù)雜，難以準(zhǔn)確判斷故障點，并且受限于維修人員的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗、備件儲備等客觀原因，造成故障排除時間過長。而且UPS 維修時均采取轉(zhuǎn)旁路的方式，在這種情況下負(fù)載完全不受UPS 保護(hù)，此時如果發(fā)生電源中斷、過載等故障，將會造成嚴(yán)重的問題。而機架式模塊化UPS 可以有效解決這些問題，因為其所有的模塊都是熱插撥，熱插撥技術(shù)可以允許單體功率模塊在不需停電的前提下任意進(jìn)入或退出UPS 系統(tǒng)，從而實現(xiàn)無需專業(yè)技術(shù)人員到場，無需專門的儀器即可進(jìn)行系統(tǒng)在線維修。

　?。?）節(jié)能與環(huán)保。

　　綠色環(huán)保已經(jīng)成為社會各行業(yè)產(chǎn)品發(fā)展的必要趨勢。隨著各種政策的出臺，要求無污染的綠色電源設(shè)備已成為必然發(fā)展趨勢，以前各種用電設(shè)備及電源裝置產(chǎn)生的諧波電流嚴(yán)重污染電網(wǎng)，模塊化UPS 采用電子式調(diào)整技術(shù)使輸入諧波失真低于5%,整流器使用IGBT 技術(shù)，可將輸入功率因數(shù)提高到0.99 接近于1,從而大大降低對電網(wǎng)的污染程度。

　　節(jié)能減排在當(dāng)今已成為基本國策，節(jié)約能源已成為企業(yè)發(fā)展和競爭的需要。

　　節(jié)電也是節(jié)能的一種體現(xiàn)，模塊化UPS 相比傳統(tǒng)UPS 設(shè)備在節(jié)電方面顯得更為突出。

　　我們可通過年節(jié)電費用做一比較，下面我們根據(jù)設(shè)計滿載情況來比較，同樣以上面的案例為依據(jù)，傳統(tǒng)UPS 和模塊化UPS 的輸出功率都為250kVA 即200kW,傳統(tǒng)UPS 的輸入功率因數(shù)為0.9,效率為80%.模塊化UPS 的輸入功率因數(shù)為0.99,效率為95%.通過計算，可得出UPS 的輸入功率（輸出功率/效率）。傳統(tǒng)UPS 輸入功率=200/80%=250 kW,模塊化UPS 輸入功率=200/95%=210 kW.這樣就可計算出UPS 的熱損耗（輸入功率-輸出功率）：傳統(tǒng)UPS 熱損耗=250-200=50 kW,模塊化UPS 熱損耗=210-200=10 kW.

　　假設(shè)每度電按0.8 元計算，模塊化UPS 相對傳統(tǒng)UPS 每年可節(jié)電：

　　40*8760*0.8=28 萬元。

　　以上是按滿載情況比較得出每年節(jié)電28 萬元，如果以初建時負(fù)載率特別低的實際情況比較，節(jié)電效果將會更加明顯。

　　4、結(jié)論

　　模塊化UPS 相對于傳統(tǒng)UPS 系統(tǒng)而言，具有高可用性、高適應(yīng)性、高可管理性的特點，在便于設(shè)備安裝、節(jié)省占地空間、減少初期建設(shè)投資、方便維修、節(jié)能減排等各個方面都有明顯的優(yōu)勢。因此，模塊化UPS 設(shè)備將成為新一代的UPS,將會被越來越多的企業(yè)用戶所選擇。