鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年12月08日
UPS電池電源技術的發展趨勢研究
UPS是一種高質量、高可靠性的獨立電源,是一種蓄電池靜止型不間斷供電裝置。廣泛應用于各行各業中,batthr小編將為你介紹UPS電源技術現狀及發展趨勢,以期對UPS電源技術的應用提供一定的指導。
關鍵詞:UPS電源;發展趨勢;數字化
引言
UPS(UninterruptiblePowerSystem),就是所謂的不間斷電源,它自身具有儲存電能的作用,主要部件有逆變器和電源保護設施。廣泛應用于電腦設備、計算機網絡系統、以及其他要求提供不間斷電源的設備。在實際中,有很多場合和設備需要提供高質量的供電服務,尤其是一些設備需要提供不間斷的電源維持工作。UPS電源是一種新型電源,其主要應用了綜合自動控制、半導體器件、微處理器及電磁技術等,在實現節能減排的前提下,保證了特殊場所對于供電質量的要求。本文介紹UPS電源技術現狀及發展趨勢,以期對UPS電源技術的應用提供一定的指導。

一、UPS電源的種類
(1)后備式UPS電源
指逆變器并聯連接在市電與負載之間僅簡單地作為備用電源使用。此種UPS電源,在市電正常時,負載完全而且是直接地市電供電,逆變器不做任何電能變換,蓄電池由獨立的充電器供電;當市電不正常時,負載完全由逆變器提供電能。被動后備式UPS具有結構簡單、價格最廉等優點,運用于某些非重要的負載使用,如家用計算機等。但市電斷電時,繼電器將逆變器切換至負載,切換時間較長,一般需幾個毫秒的間斷,所以稍微重要的計算機設備不應選用被動后備式UPS電源。
(2)在線式UPS電源
指逆變器并聯連接在市電與負載之間,起后備電源作用,同時逆變器做為充電器給蓄電池充電。通過逆變器的可逆運行方式,與市電相互作用,因此被稱為互動式。此種UPS電源,在市電正常時,負載由經改良后的市電供電,同時逆變器作為充電器給蓄電池充電。在線互動式UPS具有結構較簡單、實施方便、且易于并聯、便于維護和維修、效率高、運行費用低、整機可靠性高等優點,性能滿足某些負載要求,特別適用于網絡中某些計算機設備采用分布式供電的系統。此種電源缺點是穩壓性能不高,尤其動態響應速度低,其次抗干擾能力不強,電路會產生諧波干擾和調制干擾。

(3)雙變換式UPS電源
這種類型的電源是指逆變器串聯連接在交流輸入與負載之間,電源通過逆變器連續地向負載供電。此種UPS電源其供電方式如下:市電正常時,市電經過整流器、逆變器向負載供電;市電不正常時,由蓄電器經逆變器向負載供電。雙變換式UPS是UPS電源的主流產品,具有性能好、電壓穩定度與頻率穩定度高、功能強、具有熱備份連接和并聯冗余聯結的功能等優點,其不足之處是當容量少于10kVA以下,其整機效率不高,一般在85%左右。
二、UPS電源技術
UPS是一種高質量、高可靠性的獨立電源,是一種蓄電池靜止型不間斷供電裝置。它由整流器、逆變器、交流靜態開關和蓄電池組組成。平時,市電經整流器變為直流對蓄電池浮充電,同時經逆變器輸出高質量的交流凈化電源供重要負載,使其不受市電的電壓、頻率、諧波干擾。當市電因故停電時,系統自動切換到蓄電池組,蓄電池放電,經逆變器對重要負荷供電。UPS電源技術包括電源變換技術、電源冗余技術、蓄電池發展技術等。近幾年來,隨著對UPS電源性能要求不斷提高,UPS電源技術又有新的分支出現,其中UPS電源網絡智能化技術和全數字化技術就是UPS電源新技術。
三、UPS電源技術的現狀及發展趨勢
3.1UPS電源技術的現狀
目前UPS電源市場已趨成熟。使用UPS以提高供電系統可用性的觀念,已經深入人心,被廣泛接受。用戶對于借助UPS供電系統提高供電質量的重要性,已經有了足夠的重視。
(2)安全性和可靠性。對于供電系統的故障是不可避免的,但是可以降低。安全性和可靠性仍然還是當前UPS供電系統亟待解決的主要方面。
(3)衡量標準變遷。當前市場上各種型號規格的UPS已經基本上能夠滿足對負載供電的要求。UPS的各項輸出電性能指標,已經不再是影響負載正常運行的因素和購置時衡量性能優劣的主要標準了。

(4)應標本兼治。據數據統計系統故障總數中的半數以上都是由于配電系統中其他環節和設備的人為操作、安裝問題和質量問題引起的,或是因為這些原因而誘發UPS發生故障。所以我們要考慮在提高設備質量和技術的同時,應該注重配套技術人員的專業化的培訓,缺乏專業的UPS電源維護人員,這也是UPS電源產生故障的一個重要的原因之一。僅僅提高UPS設備的可靠性,是不能從根本上解決整個供電系統的安全性和可靠性的,甚至不能最終構成不停電供電系統。
(5)故障修復遲緩。供電系統發生故障后,由于系統過于復雜、產品供應商反應速度、維修人員的技術水平和工作經驗,備件儲備和提供情況、故障原因的查找和分析等原因,使得系統故障得不到及時迅速修復,甚至找不到引發故障的真正原因。
3.2發展趨勢
UPS電源技術涵蓋了電源變換技術、電源冗余技術和蓄電池發展技術等。最近幾年,隨著對UPS電源性能要求不斷提高,UPS電源技術又有新的分支出現,其中UPS電源高頻化技術、網絡智能化技術、全數字化技術、綠色化技術就是UPS電源新技術。也是UPS電源技術發展的一些新的方向。
3.1.1UPS高頻化技術
在技術先進的UPS中采用了IGBT和VDMOSFET等性能優良、工藝成熟的器件,工作頻率提高到16kHz,功率變換、電路頻率的提高使得用于濾波的慣性元件,如:電感、電容大量減小,其效率高達94。5%,體積減小1/3至1/2,電壓偏差<0。5%,動態響應<3%,總諧波失真度<2%(100%非線性負載),可聞噪音等指標均得以大幅度提高。數字電路占80%,可靠性大大加強。3.1.2UPS全數字化技術
UPS全數字化技術是將UPS的AC/DC變換器及DC/AC逆變器(即輸入與輸出部分)使它們組成一個非常完善的負反饋系統,再配以專用集成電路以及直接數字控制技術,實現UPS整機變換、控制、反饋、測量、顯示、通訊全數字化、智能化。UPS全數字化技術使UPS許多特性從硬件的設計轉移到靈活并可升級的軟件上來,為用戶提供十分快捷的設計與制造功能;更完善更靈活的運行與控制模式;非常簡單方便的使用、安裝、維護操作功能。全數字化UPS是新一代UPS,它除具有高質量、高可靠、高指標、多功能等特點外,還符合當今節能環保的要求,所以它是未來發展所需要的UPS。
3.1.3UPS網絡智能化技術
高級UPS管理員軟件配合電源分配器設計使管理員不僅可以通過PC機或網上終端對UPS運行參數、狀態進行監管,還可以進行一些其他很有意義的控制。
四、總結
隨著現代電力技術的不斷發展,對于供電質量要求也明顯提高,UPS電源作為一種新型電源系統,具有不間斷供電、負荷穩定、抗干擾能力強、安全性高等特點,在各行業、領域中得到了廣泛的應用。UPS電源隨著電子器件的發展,使UPS走向小型化、高效率、高可靠性發展,而高頻化技術、網絡智能化技術、全數字化技術、綠色化技術的出現,不僅提供完全可靠的網絡電源管理,也為節能、環保提供了一種最佳的解決方案,所以隨著科學的進步,UPS將朝著高頻化、數字化、智能化、綠色化等趨勢發展。
上一篇:鋰電池能量密度翻倍










