UPS的模块化趋势及需重点关注问题
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UPS(不间断电源)市场前景分析概述不间断电源(UPS)是一种用于保护设备免受电力中断、电压波动和电力污染影响的装置。
UPS市场是一个快速发展和竞争激烈的行业,随着电子设备的普及和数据中心的增长,对电力保护的需求不断增加。
本文将对UPS市场的前景进行分析,探讨其发展趋势和潜在机会。
市场概况目前,UPS市场正面临着巨大的机遇和挑战。
根据市场研究报告,全球UPS市场在近几年保持着稳定的增长,预计将在未来几年持续增长。
其中,亚太地区是增长最快的市场,主要受益于工业化和信息技术的发展。
另外,随着消费电子设备的快速普及,家用UPS市场也在迅速增长。
发展趋势1. 多功能和高效节能产品的需求增加随着能源紧张和环境意识的提高,用户对UPS产品的要求也在改变。
多功能UPS 产品能够提供电能质量管理、电能优化和电源保护等功能,满足不同用户的需求。
另外,高效节能的UPS产品能够降低电能消耗,减少运营成本,因此有望受到更多用户的青睐。
2. 云计算和数据中心的快速扩张随着云计算和数据中心的快速发展,对UPS的需求也在迅速增长。
数据中心需要UPS保障关键设备的稳定运行,同时UPS还能提供电能备份和监控功能,确保数据中心的连续性和安全性。
因此,云计算和数据中心的扩张为UPS市场带来了巨大的机会。
3. 医疗保健行业的增长随着人们对健康关注的增加,医疗保健行业的发展迅速。
医疗设备通常对电源的稳定性要求较高,因此需要可靠的UPS来保护设备免受电力波动和中断的影响。
随着医疗行业的不断发展,对UPS的需求也将继续增加。
4. 新能源领域的需求增长随着新能源技术的快速发展,对UPS的需求也在增加。
新能源设备需要稳定的电源支持其运行,同时UPS还可以实现新能源与传统电网的互联互通。
因此,新能源领域为UPS市场提供了新的机遇。
潜在机会1. 市场细分化战略随着不同行业对UPS需求的差异化,分析不同细分市场的需求和趋势,制定相应的产品和市场推广策略,将有助于企业获得竞争优势。
2024年UPS市场前景分析1. 引言UPS(不间断电源)作为一种保障电力供应的设备,在现代社会中起到至关重要的作用。
随着电子设备的普及和信息技术的快速发展,UPS市场呈现出巨大的潜力和增长空间。
本文将对UPS市场的前景进行分析,探讨市场的发展趋势,为相关企业和投资者提供参考。
2. UPS市场的现状当前,UPS市场规模不断扩大,市场竞争也日益激烈。
随着电力供应可靠性的重要性日益凸显,各行各业对UPS的需求不断增加。
尤其是电子信息技术领域,大量关键设备对电能质量和供应的稳定性要求极高。
此外,经济的发展和人们对高质量生活的要求,也推动了UPS市场的增长。
3. UPS市场的发展趋势3.1 技术的发展与创新随着科技的不断进步,UPS技术也在不断改进和创新。
新一代的UPS产品具有更高效的能源转换率、更长的电池寿命以及更快的响应时间。
此外,智能化管理系统的引入,使得UPS的维护和监控更加便捷高效。
未来,随着能源密度的提高和材料技术的进步,UPS的性能将进一步提升,市场需求将持续增长。
3.2 环境保护意识的增强随着全球环境问题的加剧,绿色节能已成为社会各界关注的热点。
UPS作为消耗大量能源的设备,其能效性能和环保性成为用户选择的重要考虑因素。
未来,UPS市场将呈现出低功耗、高效能的特点,以减少对环境的影响。
同时,再生能源的应用也将成为UPS市场发展的新趋势。
3.3 云计算的兴起近年来,云计算技术的快速发展对UPS市场产生了深远的影响。
云计算对于电能质量和供应的要求极高,因此对UPS设备的需求也相应增加。
随着云计算行业的不断扩张,UPS市场将获得新的增长动力。
4. UPS市场的挑战与机遇4.1 市场竞争的加剧随着UPS市场的发展,竞争也日益激烈。
众多供应商进入市场,产品同质化程度较高,价格竞争日趋激烈。
UPS企业需要通过技术创新、提升产品品质和服务水平,以及加强品牌建设来应对市场竞争的挑战。
4.2 新兴市场的开拓随着亚太地区和新兴市场的经济发展,UPS市场的机遇日益增加。
UPS电源的现状及发展趋势UPS(Uninterruptible Power Supply)电源是一种特殊的电源设备,用于提供稳定的电力供应,并保证在电网故障或电力中断时仍能持续供电。
UPS电源的现状及发展趋势如下:1.现状:目前,UPS电源在各个领域得到广泛应用,包括计算机数据中心、通信设备、医疗设备、工业自动化、金融机构等。
随着科技的发展和依赖于电力的设备数量的增加,UPS的需求也在不断增长。
2.发展趋势:(1)高效节能:随着对环境保护意识的提高,UPS电源的节能性能成为一个重要的发展方向。
新一代的UPS电源使用更为高效的转换技术,以提高能源利用率,并减少功耗和热量的产生。
(2)高可靠性:UPS电源的可靠性是关乎设备连续运行的核心要素,因此未来的发展趋势将更加注重UPS电源的可靠性。
例如,采用冗余设计和多重保护机制,提高UPS电源的故障容忍性,并提供更长的备用电源时间。
(3)小型化与模块化:目前,UPS电源的体积庞大,占用空间较多。
未来的发展趋势将更加注重将UPS电源进行小型化和模块化设计,以适应市场对于高密度安装的需求。
(4)智能化:未来的UPS电源将更加智能化,具备远程监控、故障自诊断、用户自定义配置等功能。
通过与物联网的结合,使UPS电源能够实现更加精确的电力管理和智能调度。
(5)可再生能源:随着可再生能源的普及和使用,未来的UPS电源可能会集成可再生能源的利用和储能技术,如太阳能、风能等。
这不仅可以提高能源利用效率,还能减少对传统能源的依赖。
(6)绿色环保:未来的UPS电源将更加注重绿色环保,使用环保材料和低污染的制造工艺,减少对环境的影响,并通过回收利用旧电池等措施减少电池废物对环境的影响。
总之,未来的UPS电源将更加注重高效节能、高可靠性、小型化与模块化、智能化、可再生能源和绿色环保等方面的发展,以满足不断增长的UPS电源需求和对电力供应连续性的要求。
UPS电源的现状及发展趋势UPS(不间断电源)是保证电力供应连续性的重要设备,用于在电网故障或突发停电时提供电力支持。
UPS电源的现状和发展趋势主要涉及技术创新、市场需求和环保要求等方面。
1.技术创新:随着信息技术的不断发展,UPS电源也在不断创新。
目前,主流的UPS电源技术包括在线式双转换UPS、在线式扩频UPS、离线式UPS、混合式UPS等。
这些技术在提供稳定电力输出的同时,也越来越注重能效、可靠性和智能化等方面的改进。
2.市场需求:随着电子设备的不断普及和电力供应的不稳定性,人们对UPS电源的需求也日益增长。
特别是在一些关键行业,如金融、通信、医疗等领域,UPS电源的可靠性和稳定性要求更高,市场潜力巨大。
3.环保要求:随着全球对环境保护的重视,UPS电源的能效和环保性能也成为发展的关键。
近年来,一些高效节能的UPS电源已经问世,如采用IGBT技术、变频调速技术和太阳能等可再生能源的应用等,有效降低了UPS电源的能耗和对环境的影响。
1.高效节能:随着能源资源日益紧缺,UPS电源的高效节能已成为行业发展的必然趋势。
未来,制造商将继续投入研发,推出更加节能高效的UPS产品,降低能耗,提升能效比。
2.可靠性提高:UPS电源在关键行业的应用越来越广泛,因此产品的可靠性提高将是一个重要的发展方向。
未来,UPS电源制造商将加强对电源模块、电池组、系统软件等关键部件的研发和质量控制,提升产品的稳定性和可靠性。
3.智能化发展:智能化是未来UPS电源的发展方向之一、通过引入物联网技术、云计算等信息技术,使UPS电源能够实现远程监控、预测维护和故障诊断等功能,提高运维效率和用户体验。
4.储能技术应用:未来,随着储能技术的不断发展,如蓄电池、超级电容等,将在UPS电源中得到更广泛的应用。
这些储能技术不仅可以提供更长的备电时间,还可以与可再生能源相结合,实现UPS电源的绿色发展。
5.融合应用:随着信息技术的融合和发展,未来UPS电源可能会与其他系统进行融合应用,如与智能家居系统、工业控制系统等相结合,实现集成化管理和智能化控制。
一、现状和几个值得思考的问题:1、要求UPS系统的可靠性,新的理念主要发生在最近几年里,并有非常明显的变化。
这种变化来自于主要是IT网络对供电的连续性强烈的要求,不允许停电,已经超出了UPS供电系统原来的含义。
现在提出了更高的要求,连续不间断供电。
我们国家目前处的市场是成熟的,但应用的水平还不够高,仅仅处在初级阶段。
对UPS的认识水平有了明显的改变,UPS各项输出电信的指标已经不再是影响负载正常运行的因素和购置时衡量性能优劣的主要标准,主要是相对于UPS开始产生,第一,不能污染变化,第二,可热插拔在线维护功能。
第三,先进的智能管理技术及第四,强劲的输出能力和可靠性。
这四项指标是最主要的,特别是第一项、第二项是硬指标。
如果UPS品牌在这两个指标上没有达到的话,就很难把它列为一流的产品。
2、安全性和可靠性是当前供电系统的最主要的问题,不管是使用者还是UPS厂商,都意识到了。
对可靠性的衡量才是最主要的衡量先进性能的依据。
使用者和UPS供电的厂商都发现仅仅提高UPS设备的可靠性,不能从根本上解决整个供电系统的安全性和可靠性的,UPS已经从原来所谓的独立电源设备发展成为今天有多种通信方式管理与IT系统无缝集成的网络设备,但是在使用中,从我们国家目前的状况来看,对这些功能还没有充分的利用,对于先进的UPS智能管理和通讯功能的应用,应用率大概只有20%-30%。
现有的供电系统虽然是不停电工业技术,但是由于传统的设计不合理,存在着很多隐患,这些隐患包括一个系统里,各种设备可能是多供应商,给系统的安装、运行、管理、维护带来很多的困难。
系统中为配置的零部件大和启动电流冲击大,不仅污染电网,而且首先在系统内部形成严重的干扰。
再有传输线问题,传输布局的其它干扰问题。
传统的供电系统设计里存在着很多隐患。
提高使用维护水平同等重要。
在UPS供电系统的建立和使用提高的过程中,维护技术水平达不到,很多系统,调查发现,维护人员对所配置的UPS基本性能了解不够,对UPS监控、监测的信息和显示功能不熟悉,还有选用配置UPS选型不当,包括维护的制度建立的不健全或者执行不利。
模块化UPS存在的问题详细分析
开关电源功率变压器的设计秘笈动力电池组特性和均衡方法分析PFC真的提升了电源效率幺?政策推动企业给力LED以高姿态挑战传统照明LED 和3D面板向中低端渗透模块化UPS存在的问题详细分析解疑:如何UPS 合理使用效率最优化2010年太阳能光伏行业分析与2011年展望
1 模块化UPS在客户中认可度不高
直流电源并联很简单,电压幅值相同、极性相同即可,因电流本身单向,均流技术也比较容易。
即使均流特性不好,还有每个模块的限流起作用,不存在环流问题。
而交流电源的并联将困难得多。
2路或者多路交流电源的并联存在同幅值、同频率、同相位、同波形等多个参数,电流本身的双向造成均流将变得非常复杂。
理论上计算,模块化UPS的可用性高出普通传统UPS的数倍甚至数十倍。
但是从模块化UPS上市至今有近10年的历史,实际使用效果各个品牌参差不齐,据调研,确实有一些品牌的模块化UPS的故障率较高。
对于来自进口的模块化UPS,可能缺乏自主知识产权,用户担心以后维护。
因而目前模块化UPS在客户特别高端客户的认可度不太高。
因此,实实在在地提高模块化UPS可靠性及可用性是提高客户认可度的必要前提。
2 价格高
模块化UPS的技术难度大,厂家投入研发的成本很高,厂家为了收回投资成本,则定价高于普通传统的UPS。
另外大多数模块化UPS来自国外进口,。
2017年07月模块化架构是UPS 技术发展的必然趋势靳华(新疆独山子天利实业总公司,新疆奎屯833699)摘要:UPS 作为化工装置DCS 、SIS 系统的主要电源,直接关系到化工装置的安稳生产,随着UPS 关键部件模块由桥式整流到可控硅整流逆变,再到现在的IGBT 模块,使UPS 性能稳定更可靠。
关键词:UPS 电源;技术发展;IGBT 模块1从工频机UPS 到高频塔式机UPS 的发展工频机结构UPS 技术出现在上世纪70年代,因其整流工作频率与电网频率一致而得名。
受制于当时半导体技术发展,逆变器中IGBT 器件耐压只能做到600V ,故母线电压受限,逆变器输出电压不能做到380V ;而且工频机逆变器是全桥电路,输出为三相火线,无法满足单相IT 负载和三相四线制负载的需求,必须进行Δ-Y 转换。
为解决这些问题,厂家在工频机逆变器输出端加入了变压器用于升压和产生中线,以使输出电压满足负载的要求,这便是工频机内置变压器的真实目的。
通过整流侧高频升压电路将母线电压提升至700V 左右,逆变器输出电压可以做到380V ,输出变压器得以取消。
而这种整流逆变电路都工作在高频(几kHz 以上)且没有输出变压器的UPS 就被称为高频UPS 。
2高频UPS 与工频UPS 的对比2.1工频机输入功率因数低、谐波高工频机UPS 采用可控硅半控整流,6脉冲整流UPS 输入功率因数低于0.7,谐波高达30%;12脉冲整流UPS 输入功率因数最高仅为0.8,谐波高达15%,即使加上谐波处理措施,功率因数最高也只能改善至0.95。
相比之下,高频机采用IGBT-PFC 全控整流,输入功率因数业界均可做到0.99,谐波电流小于3%。
严重的谐波污染不仅可能干扰其他设备无法工作、使控制与保护器件误动作外,而且直接导致投资大幅增加:客户需要购买额外的谐波处理设备降低谐波;如果前端接柴油发电机备电,发电机的容量要配置为UPS 容量的2-3倍,同时前级配电器件、线缆等均需要提升20%左右,而高频机只需前端发电机容量配置为UPS 容量的1.2-1.5倍即可,配电容量和UPS 容量保持一致或略高。
2024年UPS电池市场发展现状1. 引言随着现代社会对电力供应的依赖日益增长,不可中断电源(UPS)在各个领域的应用也越来越广泛。
UPS电池作为UPS系统的核心组成部分,对系统的稳定性和持续供电起着至关重要的作用。
本文将对UPS电池市场的发展现状进行分析,探讨其相关问题和趋势。
2. UPS电池市场概述随着工业化和信息化的进程,UPS电池市场呈现出快速增长的趋势。
UPS电池市场由铅酸电池、锂离子电池和镍氢电池等主要类型组成。
其中,铅酸电池占据了主导地位,但锂离子电池在近年来逐渐崭露头角,发展势头迅猛。
同时,随着新能源技术的发展,镍氢电池也在UPS电池市场中得到了一定的应用。
3. UPS电池市场的竞争格局UPS电池市场竞争激烈,主要厂商包括国内外知名电池制造商和企业级UPS系统供应商。
铅酸电池市场中,国内外厂商竞争激烈,产品质量和性价比成为消费者选择的重要考虑因素。
锂离子电池市场中,国际品牌在技术、品质和品牌溢价方面具有竞争优势。
镍氢电池市场由于应用范围相对狭窄,竞争相对较小。
4. UPS电池市场的主要应用领域UPS电池市场应用领域广泛,包括通信、交通、金融、医疗、工业等多个行业。
其中,通信行业对UPS电池的需求最为旺盛,随着5G技术的快速发展,对UPS电池的需求将进一步增加。
其他行业如医疗和金融等行业对UPS电池也有较高的需求量,这些行业对电能的稳定供应要求高,UPS电池成为不可或缺的设备。
5. UPS电池市场的发展趋势(1)技术趋势:随着新能源技术和电池材料的不断进步,未来UPS电池将朝着高能量密度、长循环寿命和快速充电等方向发展。
(2)市场趋势:随着电力供应可靠性要求的提高,UPS电池市场将继续保持快速增长。
尤其是随着智能电网建设和新能源发电技术的推进,UPS电池市场将迎来新一轮的发展机遇。
(3)绿色环保趋势:在环保意识的推动下,UPS电池市场将越来越注重可持续能源的应用,如太阳能和风能等。
UPS的现状与发展趋势
1.UPS的现状
UPS在世界范围内生产发展极为迅速,并已成为美国、欧洲、日本等先进工业国家畅销的高科技产品。
随着个人计算机的普及以及通信设备的广泛应用,日本中小型UPS市场正在急扩大。
小型化薄型化10kVAUPS产品已成为市场较热门的产品,尤其是0.3~1kVA的迷你型UPS.
2.UPS产品的发展方向预测
(1)小型化轻量化。
主要手段是高频化,即将逆变器的开关频率提高到音频(18-20kHz)以上。
高频化UPS的结构变化主要是将工频逆变改为高频逆变。
例如将直流变换为20kHz,经过高压变压器(隔离用)再格20kHz经变频器变换为工频(50Hz)输出,可以用接变频器或整流加逆变的间接变频器。
与传统的UPS比较,1kVA新型高频UPS的体积、重量、材料成本及组装费用分别降为原来的40%、50%、70%及30%。
(2)降低输人端谐波电流含量(THD)提高功率因数。
(3)微机控制。
随着微处理器的应用,微处理器智能控制已成为新型UPS的主要发展方向。
(4)非线性负载的适应性提高。
采用高频PWM控制以及瞬时电压技术使新型UPS带动三相非线性负载从70%~80%以下负荷提高到100%1~50kVAUPS带动整流容性负载的波形畸变降低到4%。
(5)降低噪声。
主要措施是高频化和采用自然空冷,使噪声平均下降5dB。
∙模块化UPS目前面临的难题和优势随着模块化的出现,一场在UPS行业界的竞争正慢慢展开,虽然模块化UPS目前在市场上的份额仍然没有取得很大成功,但模块化UPS将取代传统UPS将是一种不可改变的趋势,要真正取代目前传统UPS的地位,模块化UPS还需要解决以下问题。
模块化UPS要解决NX并联冗余、热插拔、高效率、高功率密度等技术难题,这导致厂家的研发和生产成本较高。
因此,模块化UPS的售价比传统UPS稍高。
但是,由于模块UPS的效率高,功率密度高,扩容与维修方便,其后续的使用成本会比较低,这主要体现在四方面:第一,模块化UPS易于扩容,后续扩容只需购买所需的电源模块即可,没有线路改造等成本;第二,模块化UPS的功率密度高,可有效节省占地空间;第三,模块化UPS的效率高,可以节能;第四,模块化UPS的停机检修时间为零,减少了维护成本。
从这里我们可以看出,模块化UPS虽然还有一些一时难以解决的技术难题,但同时也还是具有着许多传统UPS无法替代的优点,所以随着模块化UPS技术难题的逐步克服,终将会代替传统UPS成为市场主导。
∙塔式UPS与模块化UPS投资对比分析∙本文价格估算的主要假设如下:200kVA左右容量塔式UPS价格为A,200-400kVA(不含400kVA)单价与200kVA一致,400kVA-800kVA塔式UPS单价为200kVA的90%,模块化价格在塔式的基础上上浮30%。
∙同等基本容量下投资对比∙并联冗余系统是Tier2及Tier3等级数据中心对UPS系统的要求,其实质是消除UPS功率部分的单点故障。
针对此类场景,塔式UPS系统一般采用N+1并机的方式,而模块化UPS可采用功率模块N+X冗余。
功率模块N+X冗余通过配置不同的数目的冗余功率模块,可达到极高可靠性。
一般情况下,采用每5个功率模块冗余1个模块的配置方式。
根据需求模块化UPS也可采用机架冗余的方式。
因为对于备电时间相同的同容量系统,无论是模块化还是塔式UPS,配电与电池投入基本相当,不再包含在比较范围内。
ups电源调研报告本次调研报告旨在对UPS(不间断电源)进行调研分析,以便更好地了解其市场需求和发展趋势。
通过对UPS市场的调查和研究,我们得出了以下结论。
一、市场需求分析1.1 UPS市场规模逐年增长。
随着电子设备的普及和信息技术的快速发展,对UPS的需求不断增加,尤其是在办公室、医院、数据中心等场所。
1.2 UPS市场存在潜在需求。
随着供电网建设的延伸和供电质量的改善,人们对供电可靠性的要求越来越高,因此未来UPS市场的增长潜力巨大。
1.3 细分市场需求有差异。
不同行业对UPS的需求也有所不同,例如电子商务行业对高可用性和瞬时切换的UPS需求更高,而医疗行业对高保护等级的UPS需求更高。
二、产品特点分析2.1 UPS的主要功能是提供电力备份。
当供电中断时,UPS能够立即切换到电池供电,保证设备的正常运行,并在停电时提供足够的时间进行关机和数据存储。
2.2 UPS的容量和输出电压范围有所不同。
根据用户的需求,UPS的容量(表明其供电时间)和输出电压范围可以有所调整,以适应不同设备的供电需求。
2.3 UPS的效率和功率因数也是用户关注的重点。
随着能源问题的日益凸显,效率和功率因数成为用户选择UPS产品时要考虑的重要因素。
三、竞争情况分析3.1 UPS市场竞争激烈,品牌多样。
市场上存在诸多知名的UPS品牌,如施耐德、爱普生、美国苏康等,它们凭借着品质和服务优势占据了一定的市场份额。
3.2 市场竞争主要体现在产品性能和售后服务方面。
UPS产品的稳定性、可靠性、效率等方面的性能优劣以及售后服务的质量都是用户选择产品时需要考虑的关键因素。
四、发展趋势展望4.1 太阳能和储能技术的发展,将促进UPS市场的增长。
随着太阳能技术和储能技术的不断发展,使用太阳能充电、储能的UPS产品有望得到更大的市场关注。
4.2 高效节能、智能化是UPS产品发展的趋势。
未来UPS产品将更加注重能源利用效率和智能化控制系统的发展,以提高产品的性能和用户体验。
UPS模块化发展趋势分析
随着数据中心规模的扩张,能耗的急剧增加,包括运营商在内的用户逐渐通过绿色节能产品或技术来改造或新建数据中心,模块化UPS已经成为UPS的主流发展方向。
模块化UPS历经10多年,其稳定性、可靠性、市场占有率等方面已获得了长足的发展。
自模块化UPS的概念提出,就是旨在满足用户对于提高供电系统的可用性、可靠性、可维护性及节能特性等方面的需求,各个厂商一直在不断地研发并推出新的模块化产品。
模块化UPS与传统单机相比,从系统的可靠性、维护性、扩展性、性能参数指标、体积重量、成本等方面,都具有很大的优势,且节能降耗效果显着。
国家提倡环保节能的口号越发响亮的同时,绿色节能型模块化UPS备受关注,其输入功率因数达0.999以上,减少了线路损耗,提高了电源利用率;其逆变效率可达98%以上,从而提高了整机工作效率,降低损耗、节约电能。
某运营商相关专家向记者表示,相信模块化UPS在未来几年里依然会作为机房供电系统的主流,随着能源成本持续增加以及用户对数据中心灵活性的要求逐步提高,用户对UPS的可靠性、可用性、节能性、灵活性和易维护性会提出越来越高地要求,模块化UPS才能满足用户的全部需求。
在我国大力发展信息化建设的今天,数据中心成为城市能耗“大户”,在
全球IT总能耗中,数据中心就占到了40%。
随着产业的快速发展,数据中心
的节能减排不仅关乎经济效益,更关乎社会效益。
从机房用电分配的比例上看,以UPS电源为主的电源系统耗电约占到机房总能耗的8%左右,并且UPS会产生电力谐波,对电力系统造成谐波污染,同时产生大量附加损耗。
构建一个安全、可靠、绿色、节能的供电环境,是建。
UPS的模块化趋势及需重点关注问题发布时间:2009-2-12 15:17:10 阅读:2次1.引言模块化UPS具有可用度高,便于生产物流以及安装维护扩容容易而成为UPS未来的发展趋势。
通信用开关直流电源的发展为UPS树立了榜样,DSP器件和控制技术的发展为模块化UPS提供了物质和技术基础。
同时模块化UPS还存在成本高以及实际运行可靠性并不如理论计算值高,需要进行深入研究,以求提高可靠性,降低成本,促进模块化UPS 的发展。
2.模块化UPS的优势UPS模块化被认为是UPS的发展趋势之一,模块化UPS与传统UPS相比具有如下优势:2.1通信用48V直流电源高频模块化为UPS模块化树立了榜样90年代初期的可控硅SCR整流的相控电源还非常红火,如当时专为程控交换机配套的单机架整流器DZY02 48V/ 400A,该设备单机重量约1000kg,可以通过几个机架并联获得更大的系统容量。
当时该整流设备几乎垄断国内市场(厂家当时的口号是:有通信延伸的地方就有**设备在运行)。
然而,经过十几年技术和市场的发展,整流器模块化技术和产业得到了空前的发展。
现在100A的高频开关整流器模块可以做到1.5U或者1/2*2U,重量不到10kg,一个19寸标准机架可以配置高达4000A系统。
高频模块化直流电源不仅是性能指标有很大的改善,而且在可靠性/可维护性以及智能化方面更有划时代的提高!直流电源系统模块化应用成功为UPS模块化树立了榜样。
模块化UPS系统是类似于目前通信用高频开关直流电源系统结构、由能完成UPS基本功能的可拔插功能模块组成的交流不停电供电系统。
2.2DSP控制技术的发展和功能齐全的DSP芯片大规模商用为模块化UPS发展打下技术和物质基础DSP控制方式是采用软件控制技术替代了原来不少通过模拟器件实现的控制(如PID比例积分微分等原来通过电阻电容运算放大器等模拟器件来实现)。
采用DSP控制,只要软件测试通过不存在BUG和防干扰做得比较好,尽管其它一些采样传感器以及驱动电路还存在模拟器件,则整个系统随着时间和温度变化而出现故障的可能性大大降低。
如有用户担心出厂时各个并联UPS模块的均流特性很好,环流很小,但是在使用几年后均流特性变差,环流增大,这个在以前的模拟控制技术中比较普遍,而DSP控制技术应用将这种漂移降到最低。
功能强大的DSP控制芯片出现以及DSP控制技术的发展为UPS模块化并联的发展提供了前提和基础。
2.3 模块化UPS具有更高的可用性2.3.1可靠性的指标和定义对于一次性使用的设备,如不可回收的人造地球卫星上的通讯设备,我们仅对其可靠性关心就可以了。
但是,对于如UPS等大多数可修复的设备,只用可靠性指标描述其性能便不全面了,因为它并不能描述出设备在其整个使用寿命内的可用率。
从用户角度讲,不但要考虑故障发生的概率,而且还要考虑故障的持续时间。
设备的维修时间MTTR是指设备从发生故障到恢复功能的时间,它由故障发生到故障检测时间、故障检测到故障发现时间、后勤保障时间、故障维修时间、恢复时间多个时间段组成。
故障率λ(即失效系数):元器件或者功能模块或者系统出故障的概率。
对于一般传统的双变换UPS系统,UPS有四种工作方式:正常在线双变换、电池逆变、自动旁路、手动旁路。
四种工作方式的目的是为了提高UPS向负载供电的可用性。
多台UPS并联的目的有二:提高系统的容量或增加系统的可用性。
从用户负载考虑,只要求保障UPS系统送到负载端的电压不间断地满足要求即可。
如市电停电或者UPS整流器部分故障,只要在电池放完电之前市电能恢复或者整流器部分的故障能修复即可。
也就是说尽管系统出现故障但没有影响供电。
1.1.1单机或者模块的可用性计算假设UPS单机或者模块的MTBF=5万小时,另分别假设MTTR为0.5小时、5小时、50小时、120小时,计算出系统的可用性为:99.9990%、99.990%、99.90%、99.76%。
对于上述MTTR时间假设,基于如下考虑:A.假设用户自己在设备现场,用户备有可以供更换的备用模块,模块更换时间为30分钟,用户一发现问题就立即自己更换,则MTTR=30分钟。
这是一种最理想最短的时间。
B.用户维护人员不在设备现场,模块一旦故障即可实时通知(如手机短信)用户维护人员,设备现场有可供更换用的备用模块,维护人员在5小时之内赶到现场并完成更换工作。
此时MTTR=5小时C.用户自己没有备用模块,或者用户即使有备用模块但用户自己不能更换而需要厂家技术人员赶来更换,假设厂家承诺解决问题的时间为48小时 (如UPS供应商承诺服务响应时间是:有厂家服务网点的城市24小时响应,其它城市48小时响应。
现取48小时作为响应时间),因为更换模块只30分钟,MTTR=48小时+30分钟≈50小时(便于计算方便)。
D.对于传统的立柜式UPS,需要厂家资深的工程师,带齐备品备件,假设响应时间48小时(在制造商备好备件以及乘坐交通工具赶到设备现场时间),现场维修时间3天,则MTTR=48h+3*24h=120h对于模块化UPS,采用第B种情况和C种情况比较合理,即MTTR=5h或者50h。
1.2模块化UPS便于装卸运输安装集装箱,一个美国货车司机1946年的发明,引起了运输方式的革命,使全球货物运输业发生了革命性的变革。
传统的立柜式UPS是一个整体,单个机架就比较重,如容量100KVA的重量一般为1000kg 左右,尺寸一般也超过2m3 ,包装/运输/装卸/机房门或者走道偏小/电梯载重不够/楼层层板支撑力不够等都可能存在问题。
如笔者曾经在非洲的一个大型turn-key项目中,找吊车装卸/破墙而入以及就位安装一台这种传统UPS,花了九牛二虎之力并且费用不菲。
2007年4月12日,在某运营商集采而进行的UPS测试过程中,在E公司位于深圳的UPS 生产工厂的卸货平台,北京某公司代理的国外品牌的估计250KVA的UPS被采用稍矮小的货车运抵现场,因车厢低于卸货平台,电动铲车和手动铲车都无法卸货,UPS只能原车运回而至少耽误一天时间。
另外E公司自己的,估计也是250KVA,已经在其它地方装配好主要部件的机架,需要从车上卸货,现场 6个大汉采用手动铲车在从车上往平台上拉时,由于机器太重,其中一个往前退拉的工人用力太猛,脚背被铲车前轮压住,2个脚指头被压破。
以上场景可是在跨国公司的大型生产基地的日常装货平台进行正常卸货时发生,可以想象在用户现场,传统大功率UPS的安装将更加困难。
而采用模块化UPS,则上述问题都将迎刃解决:2个~4个人力即能搞定机架,1~2人能搞定模块的安装。
传统大功率UPS的结构限制了只能采用立式包装和立式运输,大大限制了运输车辆的选择。
而模块化UPS系统,由于模块可以分开包装,则机架可以卧式包装及运输。
1.3模块化UPS可维护性大大增强几年前,国内曾经有一个生产半导体的合资公司用户,使用一个欧洲品牌的UPS出现故障,时值年底,正是企业年底冲刺需要满负荷生产,但是因为天气寒冷,电网负荷大造成停电频繁并不可预测,而一旦停电,则流水线上芯片将全部报废。
用户非常焦急,而当时UPS厂家在亚洲只有一个在泰国曼谷办事处,并且表示需要派资深工程师携带大量的备品备件才能来华现场维修。
签证需要时间,老外资深工程师签证费用、差旅费用、维修费用不菲。
用户受不了漫长的等待造成停产带来的巨大损失和昂贵的维修报价,后来找到笔者等,笔者等也是花了较长时间在设备现场才将该UPS恢复正常工作,并且检查结果跌破眼镜:实际故障发生部位与厂家所谓资深维修工程师准备空运来的备件完全不同。
如果是模块化UPS,用户备用一个模块即使空运一个模块也不是很长时间。
UPS模块本身具有热拔插功能,可以在不中断负载供电以及确保人身安全的前提下更换故障模块。
这样维护将变得方便并且成本低。
模块返回工厂维修与现场维修相比,不但维修成本更低,因为工厂有比较完善的监测措施,维修质量更可以得到保障。
维修程序简洁畅通。
模块化对于人类学习最突出的贡献莫过于减少人为错误。
研究表明,有50-60% 的数据中心停机是由人为错误引起的,而且减少人为错误体现了系统的一个最大的收益–提高可用性。
迄今为止,在提高可用性的所有途径中,减少人为错误是最行之有效的手段1.4模块化UPS,可以节省用户投资经计算,10KVA容量的模块构成“4+2”系统给40KVA负载供电的平均年故障率为0.054%,而2个40KVA单机“1+1”并联系统的平均年故障率为0.09%,高于前者。
而随着技术进步和模块化UPS批量,总容量60KVA的成本应该低于80KVA的成本。
据统计,用户的实际负载一般都比设计值小很多,负载率平均不到50%,设负载率为50%,则“4+2”系统变为“2+6”的系统,则平均年故障率将降低3个数量级,或者用户只需要“2+2”模块化系统即可满足负载要求,此时年故障率为0.011%,不到“1+1”系统的八分之一。
1.5模块化UPS,可以便于用户以后扩容(可升级性)如果系统初期的不是满配置,以后增加模块扩容将比较容易,初期规划确保这种配置能够随负载的逐步增加而扩容,并且充分考虑在供电系统扩容过程中对原有负载的不间断供电。
1.6 模块化UPS能缩短工程安装周期同型号模块组成不同容量的系统时,机架式并联功率电缆和信号电缆都出厂时布好,因此现场工程安装布线简单。
而传统UPS各种容量的尺寸不同,并机时存在并机电缆现场的制作和连接,将比较麻烦。
1.7 模块化UPS便于厂家系列化产品推出假设采用20KVA的模块组成系统,则可以组成20/40/60/80/100KVA…的系统,反过来如果是单机系统,则需要各个系统容量分别开发,厂家投入开发费用和时间增加,而这些费用将最终转嫁到用户身上。
1.8 模块化UPS便于厂家采购材料和生产备货供货期有保证:对于大功率UPS,用户具体需要哪个功率无法确定,可能供应商库存有60KVA机器,但是用户却来一个80KVA订单,而大功率UPS的生产周期比较长(一般需要1个月),但用户需求时间一般是10天半月甚至现货,如果是模块化UPS,则不存在问题,只要库存一定数量的模块和通用机架便可。
制造商元器件备货方便:不同容量的单机UPS采用的功率器件和磁性元件不同(IGBT/SCR/接触器/变压器/电感等容量不同),厂家库存这些元器件给大规模定制带来麻烦。
而采用模块化UPS的不同容量的系统,其中采用的元器件相同,便于规模采购从而降低成本,最终让利于UPS用户。
前面提到的以前的同容量相控电源48V/400A的售价比现在任何一个品牌48VDC/ 400A的开关电源都高出数倍。
考虑这几年的铜钢材涨价则差价更大(传统相控UPS与相控通信直流电源一样,铜/钢等原材料成本比重大)。