UPS電源的現狀及發展趨勢
一、
UPS的現狀
1.在技術方面:
1.1 現已廣泛采用與傳統諧振式ZUS、ZCS軟開關不同的廣義軟開關技術,來減小開關損耗,提 高開關頻率。這種軟開關就是一種無損緩沖電路,它不但能使開關過程軟化,而且還具有電路
簡單,不需要附加諧振網絡,成本低廉的特點。
1.2 UPS的輸入端加裝高效輸入濾波器和有源功率因素校正器,并采用串并聯補償技術,來降低輸 入電流失真度,減小UPS電源對市電電源的污染,使其向綠色電能變換型發展。
1.3 為實現UPS電源小型化,減小輸出變壓器即輸出濾波器的尺寸,減小電磁干擾,防止高頻變 壓器的飽和,目前在韓國采用的是串聯諧振逆變器,再經過隔離變壓器和變頻器組成高頻連接的UPS。
1.4 數字控制已成為新型UPS控制技術發展的主流,即廣泛應用數字處理器DSP,盡可能使控制 電路全微處理器化。因為數字控制器具有精度高,抗干擾能力強,易于實現對UPS的檢測,故障診斷和隔離,易于實現遙控遙測,易于實現多臺
UPS的并聯和熱插撥,易于實現對蓄電池的監控和管理,也就是說,計算機的介入可以使UPS實現智能化管理,可以使電源運行在最優化狀態。
1.5 蓄電池是UPS的心臟,目前UPS一般都使用免維護密封鉛酸蓄電池,美國還運用了高功率鉛 -空氣備用電源裝臵(RPU)取代蓄電池。為增大電池的使用壽命,目前使用一種三階段電池管理方案,即恒流均衡充電,浮充充電和自然放電三大階段,以防過充、過放?,F已引入以微
處理器監控技術為主的電池管理體系,隨時觀察電池的充、放電狀態,對電池充、放電進行雙重保護。
1.6采用冗余技術和熱插撥技術。
1.7采用智能化UPS的管理系統。所謂智能化UPS,是指將傳統的UPS與計算機相連的硬件接口, 結合特殊設計的軟件,以提供計算機及數據資料的雙重保護,保證UPS在完成基本功能外,
還能對一切故障進行檢測,顯示和處理等,完全實現網絡化監控管理。
2.從管理體系來看:
UPS供電系統從產生至今已有40余年,40年的歷程,UPS發展到今天已經不再是孤立的電源技術的發展,UPS本身不再是單獨的電源系統,目前所說的供電機房,已成為一體化網絡系統,集不間斷電源、機柜、電源管理、散熱、電力電纜和數據布線為一體的全套電源
供應與管理整體方案。這就大大便利于用戶的選購、安裝、維護和擴容,降低日常管理和維護的成本,并能對整個網絡中的硬件設備、運行程序和數據以及數據的傳輸途徑進行全面保護,使之成為不間斷供電網絡,此網絡還具有可靠性高,抗干擾能力強,過載能力強,智能
化監控及防雷擊、防浪涌等功能。
3.從設計原理和工作方式來看:目前可以分為離線式、在線式、在線互動式三種UPS。
3.1離線式UPS,也稱為后備式UPS,以小功率(5KVA)為主,主要特點是轉換效率高,易于維 護,且價格低廉,轉換時間為幾ms,為絕大多數中小功率用戶首選。
3.2 在線式UPS以大中(5KVA以上)功率為主,供電轉換時間為零,供電質量高,可以向用戶的 負載提供純凈、穩壓、穩頻、抗干擾和波形失真極小的正弦波,但價格昂貴。
3.3 在線互動式UPS以網絡使用為主,它結合了離線式轉換效率高和在線式供電質量高的特點, 與離線式相比,切換時間短。
4.在功能方面:
UPS除了穩壓、穩頻、不間斷供電基本功能外,逐步增加了自我控制功能、對外告警功能、集中監控功能、環境檢測功能、自動開關機功能、聯網功能、電池自動補償和檢測功能、低功率損耗功能、
直接并機功能、對線性負載和非線性負載具有同等輸出的功能,及并機時功用電池或分用電池的功能等。
5.在應用方面:
在原有的商用UPS、變頻UPS、工業用UPS的基礎上,為適應市場的需要又增加了小靈通UPS、有線電視用UPS。所以UPS目前已廣泛應用于金融、電信、政府、制造行業、教育和醫療等方面。
二、發展趨勢
1.在市場需求方面
1.1 大容量級別的UPS將達到9000臺/每年的需要,并以10%以上速度不斷增長。小機市場“火 爆”,市場潛力巨大。據有關人士估計,UPS電源需求量為:93.8萬臺/05年,102.5萬臺/06年,133.4萬臺/07年,122.3萬臺/08年。
1.2產品性能/價格比是贏得市場占有率的永恒主題。
1.3企業要走出跨國經營,不僅要創出國際品牌,還要使品牌在跨國經營中“本土化”。要想在市 場上長久發展,除提高性價比外,還要提高服務質量,以適應市場產品深層次競爭的兼并整合狀態。
2.在技術方面:
2.1 應用新工藝器件,并采用柔性切換技術,來解決由于切換損耗導致的高頻限制,不斷實現UPS 電源高頻化。
2.2 采用數字控制技術、數據采集技術、信號處理技術、電源管理技術、網絡通信技術,計算機硬 件及軟件技術來完整實現UPS電源網絡化、數字化和智能化。
2.3 采用數字信號處理器DSP技術、并聯冗余技術、熱插撥技術。采用先進的工藝封裝技術、高 度的集成化技術、運用高品質的元器件和原材料,不斷提高UPS電源的可靠性和可用性,力爭可用性A為0.9999999,也就是說,一年之中允許停機時間≤3s。這些數據才是用戶真正需要的結果。
2.4采用先進的功率因素校正技術、高頻脈寬調制技術、多脈沖整流技術、電磁屏蔽和濾波技術、 廣義的軟開關技術、串并聯補償技術等來盡快盡好的實現UPS綠色化