锂电池定制16年-动力锂电池系统解决方案商

 

自UPS电源出现以来，它已经从最初使用SCR的动态、静态UPS发展到现在使用全控制电源设备的智能UPS产品。UPS电源之所以发展如此之快，主要得益于电子技术、元器件制造技术和控制技术的快速发展。

得益于供电技术人员对电能转换模式和方法的不断深入研究；信息产业的快速发展为UPS电源产品提供了广泛的应用。

 

 

随着现代通信、电子仪器、计算机、工业自动化、电子工程、国防等高新技术的发展，对供电质量和可靠性的要求越来越高，特别是必须保证供电的连续性。

因此，作为一种交流不间断电源系统，UPS电源将在未来不断发展。

目前，电源技术人员对UPS电源的拓扑结构、所用器件和材料、控制方法和手段的研究仍在深入，旨在提高UPS电源的性能，拓宽其应用领域，提高其可靠性，增强其适应性。

根据目前的研究结果，可以预期UPS产品未来的发展主要围绕以下几个方面。

 

切换到UPS锂电池作为UPS电源

随着锂电池在环保、安全、重量轻、体积小、温度范围广、储能高、自放电低等方面的优势，越来越多的UPS电源制造商将顺应“锂电池替代铅酸”的潮流，用UPS锂电池取代传统的铅酸电池。

目前，10%的数据中心已经采用了锂电池UPS电源，未来UPS电源向锂电池切换的趋势将更加迅速。

UPS电源在工业领域、通信基站等领域得到了广泛而深入的应用，各种高端精密设备也大幅增加。

因此，对高性能UPS锂电池的需求也在增加。锂电池比普通铅电池有很多优点，但价格相对较高。

 

 

然而，由锂电池和UPS供电系统组成的储能系统可以更好地与电网协调，降低电力成本。许多发达国家现在都在使用UPS锂电池解决方案，主要有几个原因：

① 锂电池具有高能量密度，因此重量轻、体积小。这大大减少了UPS电源的占地面积。一般来说，数据中心会占用大量空间。

而在一些土地黄金发达的城市，如伦敦、新加坡、香港，覆盖面积大的电池将影响效益。因此，就整体投资回报率而言，使用锂电池有利于大大减少足迹。

② 锂离子电池具有良好的充放电能力，将产生峰谷电价下调、填谷等经济效益。此外，在高峰负荷下，如果电网不够，UPS电源中的锂电池可以进行协同供电，减少市政电力的投入，减少初期投资。

③ 锂电池的循环寿命比铅酸电池长。就生命周期成本而言，锂离子电池的成本已经低于铅酸电池，因为它们的更换频率较低。在锂电池价格下降、铅酸成本上升的未来，UPS电源可以通过转向锂电池为客户增加价值。

 

UPS电源高频

UPS电源的高频一方面是指逆变器开关频率的提高，可以有效地降低设备的体积和重量，并可以消除变压器和电感器的音频噪声，同时提高输出电压的动态响应能力。

由于新型开关器件IGBT的广泛使用，中小容量UPS逆变器的开关频率可以超过20kHz。利用高频SPWM逆变器来提高逆变器的开关频率是目前一项非常成熟的技术。

在中小容量UPS电源中，为了进一步降低设备的体积和重量，有必要拆除笨重的工频隔离变压器，而高频隔离的使用才是UPS电源高频化的真正意义。

高频隔离可以通过两种方式实现：一种是在整流器和逆变器之间增加一个具有高频隔离的DC/DC转换器；另一种是采用高频链式逆变器技术，如图所示。

 

 

如图（a）所示，将由一级高频DC/DC隔离变换组成的高频隔离UPS电源插入通用（双变换）在线UPS中。UPS电源具有结构简单、控制方便的特点。

缺点是系统中有两个阶段的高频变换，导致整个设备的损耗增加，效率显著降低。

如图（b）所示的高频链式逆变器的形式解决了这个问题。它将高频隔离与正弦波逆变器相结合，通过一级高频变换获得100Hz的脉动直流，然后通过一级工频逆变器获得所需的正弦波电压。

与高频直流隔离相比，高频链式逆变器只采用了一次高频变换，提高了系统的效率。然而，这种控制形式相对复杂，目前只有少数UPS电源使用这种技术。

 

UPS电源的绿色化

随着现代电力电子技术的发展，许多高性能、低污染、高效利用电能的现代电气设备正在涌现。

例如，网络侧电流非常接近正弦可编程开关电源、高功率因数UPS电源、IGBT器件变频调速器、高频逆变整流焊机和MHZ级DC/DC转换器等。

这些基于高频转换技术的现代电源设备和系统具有一个突出的特点：高效、节能、无污染。这就是绿色电力产品的目标。

要实现UPS电源产品的绿色化，最重要的工作是提高网络侧的功率因数，减少电力污染。

其次，利用先进的变换技术改善电力开关设备的工作状态，以减少电力开关设备损耗和开关设备开关过程中产生的干扰。对于小型UPS电源，可以采用有源功率因数校正（APFC）来提高网络侧功率因数。

最成熟的方法是升压功率因数校正（PFC）。为了改善功率开关器件的工作状态，提高转换效率，减少干扰，可以利用软开关技术使功率开关器件在软开关状态下工作。

 

UPS电源的智能化

大多数UPS电源，特别是大容量UPS电源，都是连续运行的。检测UPS电源在运行中的状态，及时发现和处理UPS故障，减少故障或维护造成的UPS中断时间，使UPS真正成为不间断电源，是UPS电源开发和生产的目标之一，也是UPS用户最关心的问题。

 

 

为了实现这些功能，很难使用通用的硬件电路，只有借助计算机技术，充分发挥硬件和软件各自的特点，使UPS电源智能化，才能达到上述要求。

智能UPS电源的硬件部分基本上由普通UPS电源加微机系统组成。通过对各种信息的分析和综合，微机系统除了应完成UPS电源正常运行的控制功能外，还应完成以下功能。

① 监控运行中的UPS电源，并随时将采样点的信息发送到计算机进行处理。一方面获取电源的相关参数，另一方面监测电路各部分的工作状态，分析电路各部分是否正常工作。

② 当UPS电源出现故障时，根据检测结果进行故障诊断，指出故障位置，并给出处理故障的方法和途径。

③ 完成部分控制工作，在UPS电源故障的情况下，根据现场需要及时采取必要的应急保护控制措施，防止故障影响面扩大。此外，通过整流器部分的控制，根据不同电池的不同要求，可以分阶段对电池进行恒流自动充电。

④ 自动显示检测到的数据信息，在设备异常运行或故障时，可以自动实时记录相关信息，并形成文件供工程技术人员参考。

 

 

⑤ 根据技术手册中给出的指标，进行自动定期自检，并形成自检记录文件。

⑥ 可以使用该程序控制UPS电源的启动或停止，实现无人值守。

⑦ 具有信息交换功能，可以随时向计算机输入信息或从计算机获取信息。