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近年來(lái)，由于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展以及“互聯(lián)網(wǎng)+”下市場(chǎng)需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)，在數(shù)據(jù)中心UPS供電系統(tǒng)的建設(shè)中，越來(lái)越多地應(yīng)用高頻UPS供電方案。而推動(dòng)這一發(fā)展趨勢(shì)的原因之一就是，高頻UPS產(chǎn)品相比較而言，具有效率更高、占地面積更小、重量更輕等優(yōu)異特性。
不過(guò)，客觀來(lái)講，多模塊型的第一代高頻UPS在給用戶的應(yīng)用帶來(lái)更多全新特性的同時(shí)，其技術(shù)研發(fā)上存在的一些短板，也給用戶帶來(lái)很大困擾，尤其是可靠性不足更成為第一代高頻UPS的“硬傷”。因此，針對(duì)第一代高頻UPS在運(yùn)行中面臨的突出問(wèn)題，迫切需要對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)、設(shè)計(jì)理念進(jìn)行全面的完善，以此滿足用戶對(duì)系統(tǒng)性能越來(lái)越高的應(yīng)用要求。
傳統(tǒng)高頻UPS迫切需要升級(jí)換代
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，提高數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的可利用率和節(jié)能降耗的運(yùn)行特性，選用具有高可靠性和高效率的UPS產(chǎn)品是其能否成功的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。那么，該如何衡量UPS的性能指標(biāo)？對(duì)于這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，我認(rèn)為，在IT/網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其所采用的虛擬技術(shù)相對(duì)固定的條件下，需要從可靠、高效、易維護(hù)、易監(jiān)測(cè)，這四個(gè)維度來(lái)綜合判斷UPS技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣和產(chǎn)品性能的高低。
不可否認(rèn)的是，在市場(chǎng)的檢驗(yàn)下，高頻化技術(shù)在UPS產(chǎn)品的應(yīng)用越來(lái)越成熟已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。從技術(shù)層面而言，第一代高頻UPS在提高效率方面，主要采取了兩個(gè)技術(shù)措施，一是以升壓型IGBT技術(shù)替換損耗較大的變壓器，二是利用接觸器取代逆變器輸出端的SCR型靜態(tài)開(kāi)關(guān)。
事實(shí)證明，基于在技術(shù)層面的改進(jìn)，的確可以通過(guò)應(yīng)用高頻UPS產(chǎn)品來(lái)提升運(yùn)行效率，降低供電系統(tǒng)的損耗，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。但是，值得注意的是，對(duì)于采取升壓型的IGBT整流設(shè)計(jì)的第一代高頻UPS而言，在獲得效率提升等諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也付出了故障率相對(duì)增高導(dǎo)致可靠性降低、使用壽命相對(duì)縮短的代價(jià)。究其原因，就是IGBT整流器的抗瞬態(tài)高壓侵入的保護(hù)能力變差以及UPS并機(jī)功率模塊的數(shù)量過(guò)多。
需要重點(diǎn)提及的是，由于同一機(jī)柜中并機(jī)功率模塊的數(shù)量不斷增多，不僅會(huì)導(dǎo)致“并機(jī)環(huán)流”問(wèn)題更加突出，而且還會(huì)使得系統(tǒng)調(diào)控難度相對(duì)加大。同時(shí)，第一代高頻UPS還有一個(gè)很重要的問(wèn)題，就是如果電池組“帶N線”還會(huì)存在更多故障隱患，進(jìn)一步降低系統(tǒng)的可靠性。
針對(duì)第一代高頻UPS產(chǎn)品在性能上存在的缺陷，應(yīng)該采取什么應(yīng)對(duì)策略？我認(rèn)為，針對(duì)這些問(wèn)題的有效解決方式，就是需要廠商針對(duì)第一代高頻UPS的短板之處，在技術(shù)研發(fā)層面上予以針對(duì)性改進(jìn)，促使產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)換代，在“不犧牲可靠性”’的前提下，設(shè)計(jì)出效率盡可能高的第二代高頻機(jī)。
多維度對(duì)比兩代產(chǎn)品的性能優(yōu)劣
目前，在第二代高頻UPS的研發(fā)上，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源已經(jīng)首開(kāi)先河，以給用戶提供更加穩(wěn)定、可靠和高效的高頻UPS產(chǎn)品為出發(fā)點(diǎn)，率先在市場(chǎng)上成功推出了Liebert?eXL大功率UPS，以針對(duì)性的研發(fā)設(shè)計(jì)解決了此前多模塊型第一代高頻UPS面臨的問(wèn)題，以新理念新技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)高頻UPS形態(tài)，標(biāo)志著高頻UPS進(jìn)入了2.0時(shí)代。
對(duì)于這樣一款具有劃時(shí)代意義的創(chuàng)新產(chǎn)品，需要審慎評(píng)估其實(shí)際性能。然而，通過(guò)在幾個(gè)關(guān)鍵方面的實(shí)際對(duì)比，我們不難發(fā)現(xiàn)，這款大功率UPS所具備的顯著特性。
相比較于第一代高頻UPS的多模塊設(shè)計(jì)，Liebert?eXL大功率UPS采用了類(lèi)似于高可靠的工頻機(jī)的設(shè)計(jì)方案，即單相功率模組的設(shè)計(jì)方式，并且在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)配置了三個(gè)功率模組，這個(gè)全新的設(shè)計(jì)理念最大的好處之一就是徹底解決了環(huán)流問(wèn)題，環(huán)流是0。我認(rèn)為，這也是第二代高頻UPS和第一代高頻UPS的一個(gè)根本區(qū)別。Liebert?eXL大功率UPS在設(shè)計(jì)上的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是，完全采用了電池組“不帶N線”的電池充/放電設(shè)計(jì)方案，可以消除掉因電池組“帶N線”可能產(chǎn)生的種種故障隱患。
此外，從其他一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)也不難發(fā)現(xiàn)Liebert?eXL大功率UPS的優(yōu)勢(shì)何其鮮明。例如，第一代高頻UPS在通風(fēng)設(shè)計(jì)上，一般采用前進(jìn)風(fēng)后出風(fēng)的方案，而Liebert?eXL大功率UPS采用了前進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)方式，這一設(shè)計(jì)所帶來(lái)的最大優(yōu)勢(shì)，就是使系統(tǒng)可以靠墻部署，能夠更高效地利用空間資源，從而為用戶節(jié)省了機(jī)房占用面積。
根據(jù)對(duì)比，我們可以客觀地得出結(jié)論，同目前市售的多模塊型第一代高頻UPS以及模塊化UPS相比，Liebert?eXL大功率UPS在最大程度提升UPS系統(tǒng)可靠性，確保97%高效率的前提下，還在大幅提高UPS冗余并機(jī)供電系統(tǒng)的可利用率、電池組配置的靈活性和設(shè)備安裝的適應(yīng)性等方面具有領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
李成章，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所、高工。近20多年,基于對(duì)各種UPS和發(fā)電機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行詳盡分析和研究的基礎(chǔ)上，參與金融、民航、地鐵、石化、光伏和半導(dǎo)體、軍用、BAT和電信等行業(yè)的大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房的一體化供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃、數(shù)據(jù)中心機(jī)房的驗(yàn)收與評(píng)估、現(xiàn)場(chǎng)故障的分析和排除以及協(xié)助設(shè)計(jì)院完善設(shè)計(jì)方案等工作，積累了豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。自1990年起,先后出版《現(xiàn)代UPS電源及電路圖集》等5本UPS專(zhuān)著。90年代、在加拿大的McGill大學(xué)和荷蘭的Twente大學(xué)從事科研工作近4年(合作研究員)，并在IEEE、J.M.M.M及臺(tái)灣的電子月刊等雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文20多篇。在國(guó)內(nèi)的各種電源雜志上發(fā)表論文300多篇。自1994年起，先后在創(chuàng)力公司(臺(tái)灣)、力博特公司(美)、愛(ài)克賽公司(美、即：伊頓公司)和艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司(美)等公司擔(dān)任技術(shù)總監(jiān)或高級(jí)技術(shù)顧問(wèn)。1988年被授予”政府特別津貼”。
編輯：Harris
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