UPS不間斷電源電池如何提高工作效率

來源：存能電氣  日期：2019-07-30 11:21  瀏覽量：次

　　UPS不間斷電源電池如何提高工作效率？改革開放以來，我國電力系統(tǒng)的建設(shè)存在無法滿足各行業(yè)快速發(fā)展的要求，尤其是近年來出現(xiàn)的全國性電力供應(yīng)不足，導(dǎo)致大面積的拉閘限電，嚴(yán)重限制了數(shù)字化建設(shè)的步伐和質(zhì)量。因此，系統(tǒng)工程師在做數(shù)字化系統(tǒng)設(shè)計時必須充分考慮電源系統(tǒng)的可靠性。目前比較可靠的方法就是采用高質(zhì)量的UPS電源。除了可靠以外，高效就是UPS不間斷電源一直追求的目標(biāo)。從80%的效率發(fā)展到現(xiàn)在95%以上的效率，究竟如何提高UPS不間斷電源點錯的工作效率呢？

　　提高UPS不間斷電源工作效率的原因

　　1、可靠性的需求

　　在選用UPS產(chǎn)品之時，客戶的第一關(guān)注點必然是可靠性。對UPS電源來說，更高的效率意味著更低的發(fā)熱量，根據(jù)阿列紐斯理論(Arrheniustheory)，認(rèn)為溫度每上升10℃，電子產(chǎn)品(例如電容、半導(dǎo)體器件)的壽命減半，發(fā)熱量的降低將對器件內(nèi)部溫度的降低起到重要貢獻，從而提高器件本身的壽命。

　　當(dāng)然，高效只是影響UPS內(nèi)部溫度的主要因素之一，還要綜合考慮機器本身的散熱設(shè)計。但是，效率越低往往意味著需要在成本、可靠性或工作溫度等方面作犧牲，以保障內(nèi)部溫度在可接受的范圍之內(nèi)。

　　2、響應(yīng)國家節(jié)能減排政策

　　2013年初，工信部聯(lián)合五部委共同出臺《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見》[工信部聯(lián)通(2013)13號]，要求新建數(shù)據(jù)中心PUE值達到1.5以下，原有改造的數(shù)據(jù)中心PUE值下降到2以下；而UPS系統(tǒng)的損耗是數(shù)據(jù)中心能耗的主要組成部分，大約占到數(shù)據(jù)中心能耗的6%～10%，數(shù)據(jù)中心要做到較低PUE，必須選擇運行效率更高的UPS。圖1給出了不同類型UPS對PUE貢獻的差異。

　　3、客戶節(jié)約電費的需求

　　一般來說UPS效率每提高一個百分點可節(jié)約10%～20%的電能費用，可見高效UPS給企業(yè)帶來的收益是很可觀的。

　　4、負(fù)載率對效率的影響

　　負(fù)載率對UPS的效率影響很大。一般情況下，UPS的效率會隨著負(fù)載率的提高而提高，并且會在負(fù)載率達到70%時達到效率最高點。得出以下結(jié)論：讓UPS始終工作在效率最高負(fù)載區(qū)間，是提升UPS效率的可行手段。然而實際場景中，存在以下因素，使得UPS負(fù)載率無法工作在最佳負(fù)載區(qū)間，甚至存在負(fù)載率極低，導(dǎo)致UPS效率極低的情況。

　　提高UPS不間斷電源電池工作效率的方法

　　①超前規(guī)劃

　　因為供配電系統(tǒng)不易改造，機房在規(guī)劃時會考慮到未來3～5年的業(yè)務(wù)擴容，常常需要提前規(guī)劃好擴容容量的供配電系統(tǒng)；

　　②冗余配置

　　為保障可靠性，供配電系統(tǒng)需要冗余配置，常采用N+1配置，部分核心負(fù)載甚至采用2N或2(N+1)配置，保證供配電系統(tǒng)任何一條線路出現(xiàn)問題時都不會導(dǎo)致負(fù)載掉電。

　　③降低器件損耗

　　UPS不間斷電源所用的半導(dǎo)體器件主要為IGBT、二極管以及MOSFET。由于自身結(jié)構(gòu)和工作特性不同，器件損耗構(gòu)成各有不同。

　　UPS電源的工作環(huán)境

　　首先，UPS十分愛干凈，對灰塵特別“感冒”，要知道UPS長期在灰塵漫舞的環(huán)境中工作時，很容易“生病”，這是因為灰塵會悄悄地“鉆”到UPS的控制框中，并直接覆蓋在它的電子線路中，時間一長UPS內(nèi)部的工作電路就會散熱不良，長期以往自然就容易出現(xiàn)故障了。

　　其次，UPS也害怕潮濕，畢竟UPS內(nèi)部也有電子線路，電子線路中的各個元器件在潮濕環(huán)境中長期工作時，其電氣性能會逐步下降，而且還有可能產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，引發(fā)火災(zāi)事故。

　　第三，UPS對環(huán)境溫度也十分敏感，高于40℃的環(huán)境或低于0℃的環(huán)境會使它的工作“積極性”不高，特別是它的“潛能”得不到充分發(fā)揮。

　　第四，UPS所處環(huán)境不能處于強磁場包圍之中，也就是說不能將它與具有強磁特性的設(shè)備放置在一起，因為UPS先天的防磁能力十分有限，如果長時間在強磁場環(huán)境中工作的話，UPS的使用壽命將大大縮短！

　　當(dāng)今業(yè)界UPS最高效率普遍可以達到96%甚至更高，但是提升UPS電源效率仍然是整個業(yè)界一直持續(xù)追求的，選用優(yōu)質(zhì)器件、更優(yōu)的拓?fù)涫翘嵘齍PS效率的可靠途徑，同時模塊化UPS智能休眠等特性可以讓UPS工作在最佳效率區(qū)間。

　　影響UPS電源電池可靠性的因素很多，即使UPS使用的是同樣的電池技術(shù)，不同廠家的電池壽命大不一樣。在選用UPS產(chǎn)品之時，客戶的第一關(guān)注點必然是可靠性。對UPS電源來說，更高的效率意味著更低的發(fā)熱量。UPS電源鋰電池，質(zhì)量可靠，穩(wěn)定性強，是用戶選擇的首要之選。