2020-10-16 点击量:2539
IDC、5G通讯、边缘计算、智能制造,这些科技热点全都离不开能源,而节能降耗不仅能够降低企业的运营成本,也是国家乃至世界所倡导的造福全人类的积极举措,所以一些设备厂商也顺势而为,不断地开发一些新的节能方案并应用于实践。本文介绍几个大功率UPS的实用型节能方案。
1、
设想某用户购买1台300kW的UPS,配置5个50kW的功率模块(未满配),当前带载率20%,效率90%,运营面临低载低效,收益不高的问题。
针对这种情况是听之任之还是有更好的方案可以解决当前这种“囧”境?
随着客户业务量的增长,UPS的负载逐步增加,部分模块会根据负载率的变化从休眠状态切换到在线运行,切换时间不超过2ms,不会对负载造成任何不良影响。
效率提升一小步,节能提升一大步,UPS的效率曲线随着负载率的变化而变化,通过模块休眠可以让UPS的效率指标始终维持在相对较佳的状态,从而达到降低机房PUE值、节省电费的目的。
对于UPS的模块休眠功能可能会有人担心其安全性,其实除了前面谈到的转换时间不超过2ms,在部分模块休眠的同时,剩余的模块也不会工作在满负荷状态,而是留有一定的冗余量,此外休眠的模块还可以轮值,使所有模块都得到合理的应用,这些措施都保证了UPS的模块休眠模式既节能又可靠。
2
在线式UPS的正常运行模式需要经过整流和逆变两个环节,所以其效率不可能特别高。如果市电的质量非常好,是否可以让UPS走旁路,只有市电质量下降时再不间断地切换至逆变状态呢?其实这就是UPS的ECO(economy control operation)模式,在该模式下UPS的运行效率可以达到98%~99%。
启动UPS的ECO模式后,当输入电压和频率在负载可以接受的范围之内时(通常是额定电压的±10%和额定频率的±5%,且变化速率不大),UPS会由旁路直接供电给负载,一旦超出预设的电压或频率范围,UPS就会由旁路供电转为逆变器供电,转换时间小于2ms,不影响负载的正常运行。
为了避免这种情况发生就要做好状态侦测和预判,在参数即将超标时即刻执行转换,此时的转换速度才有意义。不同厂家对这种状态侦测和预判的控制是不一样的。
对于UPS的ECO模式节能方案还有另外一种高大上的设计——高效可靠的ECO洁净模式。UPS在ECO模式下运行于旁路状态时逆变器基本上是处于闲置状态的,这也是一种资源的浪费,其实这时可以把它作为一个有源滤波器(APF)来使用,有效滤除掉来自负载的谐波干扰,从而净化电网环境。金武士的大功率UPS基本上都是采用这种设计方式。
3、 UPS的储能模式节能方案
为了鼓励削峰填谷,工业用电的价格是不一样的,有峰时和谷时之分。如何利用这种政策优势,通过控制UPS的运行模式使电源系统尽可能地节省电费呢?有些设备厂商已经对此展开了积极探究,并形成了成熟的设计方案进行应用。
②峰时放电:电池系统按照设定的放电电流恒流放电,其余能量由UPS的整流器或者旁路提供;
③平电时段不充不放:
④市电+电池联合供电:
UPS执行储能模式时如果出现异常,比如市电异常,电池异常,通讯异常等,UPS即刻由储能模式转换到正常模式,当具备回切条件时,UPS继续执行储能运行模式。UPS储能运行模式作为业界的创新设计目前使用的还不多,但随着电池性能的提升及人们对节能要求的进一步加强,,相信很快会得到普及。