因為高頻機UPS對技術與工藝以及生產手段的要求非常嚴格,一般也不容易防制,20kHz以上的高頻機UPS容量目前都小于100kVA,只有少數(shù)幾個制造廠的技術真正過關,并且已顯示出強大的生命力。在大功率范圍雖然不能做到20kHz,但可以采用高頻機結構,比如用IGBT高頻整流(相對于50Hz而言),頻率一般在15kHz以下,多數(shù)廠家已可做到200kVA,但也有佼佼者,比如秀康10年前就可做到8kHz/480kVA,GE、TMEC(三菱和東芝)、富士也已可以做到500kVA,伊頓9395更是突破了大容量的技術禁區(qū),一舉將單機功率容量做到了1100kVA,并已成為美國的軍方指定產品。這說明高頻機結構UPS技術已經成熟,接下來是普及問題。在我國軍方和金融等重要部門也已紛紛采用,并收到了良好的效果。
當然工頻機結構UPS在這種情況下的日子會越來越艱難,好在是還有那么一批廠家的高頻機結構UPS沒有過關,還得主推工頻機UPS,對用戶來說,有些用戶對工頻機尚有偏愛,一時思想還轉不過彎來,盡管國家三令五申號召節(jié)能減排,但這些用戶總能找出一些繼續(xù)用工頻機結構UPS的理由。這是個認識問題,但不要認為工頻機UPS技術永遠不落后。從科學發(fā)展觀來說,以后一段時間內無疑是高頻機UPS的市場。不可否認,高頻機UPS同樣也有退出歷史舞臺的一天,當然那是后話。
伊頓公司近期宣布推出伊頓5P不間斷電源系統(tǒng)(UPS),該系統(tǒng)是其后備電源產品組合中的新晉成員。作為企業(yè)級電源管理和電池備用解決方案,該系統(tǒng)具備行業(yè)領先的效能,可滿足網絡機柜和小型數(shù)據(jù)中心的要求。5P通過與伊頓Intelligent Power Software Suite?的無縫集成支持入門級的虛擬化戰(zhàn)略,并通過將遙測和電源硬件管理功能相結合來提升設備保護水平,功率較傳統(tǒng)UPS提高28%。
伊頓分布式電源質量業(yè)務部副總裁兼總經理HervéTardy表示:“隨著企業(yè)紛紛采用云計算和虛擬化,很多企業(yè)現(xiàn)有UPS的功率容量無法滿足增長需求,他們需要更加密切地管理電源。5P UPS旨在為大膽嘗試全新計算模型的企業(yè)提供給解決方案,提升功耗的可視性,為改善系統(tǒng)的正常運作時間和提升企業(yè)業(yè)績作出明智的決定!
UPS前端內置的圖形LCD顯示屏可讓IT和數(shù)據(jù)中心經理查看詳細信息并通過按鈕定制所有UPS設置。通過顯示屏以及與伊頓電源管理軟件的無縫集成,用戶可完全了解UPS電源使用情況、功效和負載,從而更好地管理電力消耗和能源足跡。
5P免費附帶伊頓智能電源軟件套裝,該套裝是電源管理和保護軟件的創(chuàng)新性組合。通過軟件套裝與5P的整合,用戶可以與VMware’s vCenter Server?虛擬化管理解決方案以及Citrix? XenServer、Microsoft SCVMM?、Red Hat?和其他Xen?開源平臺等虛擬化平臺進行無縫集成。在電力中斷的情形下,上述集成可讓虛擬機(VM)自動、透明地實時遷移到未受影響的設備上,在長時間斷電的情形下,還可以協(xié)助電腦、VM和服務器正常關機。
伊頓5P UPS型號從1,500 VA(1440 瓦特)至3,000 VA(2,700 瓦特)不等。此外,該裝置還采用伊頓ABM?技術,可將電池的使用壽命提升50%,每個5P UPS及其電池都享受為期三年的行業(yè)領先保修。
一、 工頻機UPS被高頻機UPS替代是歷史趨勢
UPS原來分旋轉發(fā)電機式和靜止變換式,靜止變換式工頻機結構UPS技術出現(xiàn)在上個世紀60年代后期,比旋轉發(fā)電機式晚一些,毫無疑問在當時屬尖端技術,幾十年間也為IT技術領域作出了不朽的貢獻,有口皆碑。然而任何技術的先進性是針對某一個時期的,是相對而言的,即任何先進的產品也有其一定的適用期。隨著IT技術的出現(xiàn)與發(fā)展,工頻機UPS逐漸暴露出它的許多缺點,比如體積大、重量大、功耗大、破壞電網和輸入功率因數(shù)低下等不利因素,這不但大大影響了數(shù)據(jù)中心的PUE(能耗比)和可靠性,而且對節(jié)能減排的社會效益也是背道而馳的。
在歷史發(fā)展中總是遵循這樣一個規(guī)律:每當一種技術阻礙生產力發(fā)展時,就會有一種新的技術產生出來將其代替。毫不例外,新一代產品高頻機UPS技術問世了。為了區(qū)別以前的UPS,就起了一個高頻機UPS的名字。原來那種輸入輸出都工作在50Hz并且有輸出變壓器的老電路結構就稱作工頻機結構UPS;而這種輸入輸出電路都工作在20kHz以上且沒有輸出變壓器的電路就稱之為高頻機或高頻機結構UPS。
高頻UPS除了具備工頻機UPS那些技術指標外,另外還有著更高的性能和指標,有些是工頻機UPS所望塵莫及的。
1、 輸入功率因數(shù)高
工頻機UPS一般在400kVA以下的輸入電路都采用標配了可控硅6脈沖整流,輸入功率因數(shù)不超過0.8,諧波電流有30%之大。如果前面接發(fā)電機,發(fā)電機的容量至少要3倍于UPS功率;如果是單相小功率UPS,發(fā)電機的容量至少要5倍于UPS功率。三相UPS為了提高輸入功率因數(shù),就前面加無源或有源諧波濾波器,或做成12脈沖整流、24脈沖整流整流等,即在一個周期中有12個或24個整流電流脈沖。但同時也帶來了體積龐大、結構復雜和價格昂貴的問題。
而用IGBT整流的高頻機UPS,在一個周期中有成百上千個整流電流脈沖,所以任何容量的高頻機UPS在前面不加任何濾波器的情況下,它的輸入功率因數(shù)都可做到0.99甚至以上,諧波電流小于5%,前置發(fā)電機的容量理論上和UPS功率相同,大大縮減了投資和占地面積,也符合了節(jié)能減排的國策等。尤其是對市電的充分利用具有良好的經濟意義和社會效益。
2、 本身功耗小
在同樣指標下,比如要求輸入功率因數(shù)為0.95以上時,工頻機UPS就必須外加諧波濾波器或改為12脈沖整流,就是說前面要增加一個設備,再加上輸出變壓器,就比高頻機UPS多了兩個串聯(lián)環(huán)節(jié),如圖1所示。由于此二者的影響,使得工頻機UPS的效率比高頻機UPS
圖1 高輸入功率因數(shù)下的工頻機UPS和高頻機UPS結構方框圖
至少低5%。在同樣是100kW的容量時工頻機UPS每年要比高頻機UPS多消耗5萬度電!
3、 對外干擾小
干擾有兩種,一種是聽得到的機械噪聲,一種是聽不到的電噪聲,這兩種噪聲工頻機UPS都有,形成了對設備和對人的傷害。電噪聲影響機器的穩(wěn)定度,機械噪聲影響人的身心健康,降低工作效率。而高頻機UPS由于工作在20kHz以上,20kHz是人的耳朵聽不到的頻率,使工作環(huán)境安靜下來。又由于而高頻機UPS的輸入功率因數(shù)高達0.99以上,幾乎是線性的,所以對外干擾幾乎可以忽略。
4、 體積小、重量輕
工頻機UPS由于有了輸出變壓器和適應50Hz的電感電容等低頻器件使得體積重量都很大。比如某品牌6脈沖蒸餾輸入的300kVA工頻機 UPS 重1600kg,輸入功率因數(shù)僅0.8(實際測量大多數(shù)低于此值)為了將輸入功率因數(shù)提高到0.9以上,就升級到12脈沖整流加11次諧波濾波器,增加了600kg,變成了2200kg!而同是這個容量的300kVA高頻機 UPS 重量只有830kg,并且輸入功率因數(shù)比它還高。
5、 全數(shù)字技術
工頻機UPS開始是模擬技術,現(xiàn)在一般為數(shù)字與模擬相結合的技術。模擬技術的可靠性要比數(shù)字技術低。而高頻機UPS技術是一種全數(shù)字化技術,不言而喻,可靠性是很高的。