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UPS不间断电源系统中的高功率型蓄电池的选择

<UPS(不间断电源系统)系统即不间断电源系统,在交流基本电源和受电设备之间串联。市电故障后,可继续为设备供电一段时间,同时消除市电上的浪涌和瞬时过电压、欠压和频偏等;电力污染;影响受电系统,提高供电质量。
电池组是UPS系统的重要组成部分。它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠性,也是整个UPS系统中平均无故障时间最短的设备。因此,电池组的选择直接影响到UPS系统的可靠性。
2 UPS系统中电池的发展趋势
从UPS运行环境来看,大功率UPS产品主要应用于电信、工业、金融、政府等行业和航空航天等大型数据中心。在数据中心电源系统中,电池的发展具有以下特点:
(1) 备份时间短
电池的功能是在主电源发生故障时,在柴油机启动和切换的时间内,支持UPS继续向负载供电。但由于柴油发电机的启动时间一般在10-15秒之间,从电网到柴油发电机的切换时间只有几百毫秒,因此蓄电池的后备时间很短,但考虑到大电流放电的蓄电池容量利用率,备用电源5~15分钟即可。
(2) 高功率
从市场情况看,从2012年开始,100KVA、120KVA、200KVA、400KVA等80KVA以上的UPS产品实现了快速增长,大功率产品已超过中小功率市场份额。随着大功率UPS产品逐渐成为市场主流,且备份时间逐渐缩短,电池的放电功率也逐渐增大。
三。电池选择恒功率法
蓄电池通过UPS的逆变器向负载放电。由于UPS向负载提供的电源是恒定的,因此电池也会以恒定的功率放电。对于UPS电池的选择,其主机容量、电池功率、后备时间、电池容量等都是重要参数。因此,恒功率法是UPS系统中最常用的备用电源选择方法。
计算如下:
P(VA)——UPS标称容量(VA);
功率因数;
η—逆变器的转换效率;
n—机器中配置的电池数量;
N—单细胞数;
根据制造商';s恒功率放电数据表,选择合适的计算结果规格。
4大功率电池的优点
4.1高功率密度
目前,大多数UPS设备的功率都在逐渐增大,这也导致了设备的平均单机功率密度。据ASHRAE2预测,2014年国内数据中心平均单机功率密度约为3.7KW,而全球数据中单机柜功率密度约为6.5KW。UPS系统功率密度的增加增加了系统冷却性能和电池功率性能的负担。电池功率的增加也是为了满足当前UPS系统功率不断增加的需要。因此,大功率电池将成为未来UPS系统的后备电源。不可避免的选择。
例如放电条件:后备时间15min,放电至端电压1.67(V/单电池)。Narada动力电池(HRL-400,相同标称容量)的功率性能从310(W/pc)提高到400(W/pc),电池功率提高了27%,大大提高了电池的恒功率和放电性能。
4.2节省空间/成本
数据中心的不断增加促进了UPS市场的积极增长,当然也包括电池。但由于建设成本的不断增加,对于需要大量空间的备用电源,使用大功率电池可以减少电池的使用量,从而节省更多的空间。另外,当电池';s的动力性能得到提高,其动力单价将大大降低,降低电池采购成本。
4.2.1节省空间
后备电源往往占用大量空间,目前大型数据中心建设成本约为每平方米2万至3万元。电池占用空间,节约能源,因此节约能源的经济效益也相当可观。
例如,根据公式:
以Narada电池HRL-400为例。当恒功率性能大幅度提高27%时,实际使用量将相应减少21%,大大减少了电池所需的空间,从而节省了电池采购成本和空间成本。
4.2.2成本节约
如果按照电池的容量来计算电池成本,对于容量相同的电池,这并不能体现大功率电池的价格优势。另外,目前的电池选择方法是在恒功率法的选择方法的基础上逐步发展起来的。因此,电池的单价应按电价(元/W)计算。
例如:M电池—电池价格(元);P15min——15min时的额定容量(W);
m单价—电池单价(元/W);
当单个电池的功率增加时,其电池的单价也会相应降低,因此大功率电池的单价(元/W)会大幅下降,从而也节省了电池采购成本。
4.3高可靠性/长寿命
随着UPS系统技术的不断进步,无论是普通UPS还是大型数据中心UPS系统,对电池的可靠性和使用寿命的要求越来越高。因此,针对上述情况,国内外厂商也加大了研发力度。因此,不仅提高了电池的动力性能,而且提高了大功率电池的可靠性和使用寿命。
例如,南都';从铅膏配方、栅极设计、极板设计等多方面对s大功率电池进行了研究,借鉴了南都&39;公司强大的高温电池技术,大大提高了电池的可靠性和使用寿命。
4.4节能减排
下一代绿色数据中心将努力实现;节能环保,绿色低碳;,大力推广全生命周期低碳运营理念,涵盖规划设计、设备材料选型、施工实施、运维管理等各个环节。全面开展节能减排管理工作。
选择大功率电池可以减少使用的电池数量和相应数据中心电池占用的空间,这也降低了电池维护成本。同时,电池充电时产生的热量也会减少,从而影响数据中心空调的运行。空调运行所需的电量和用电量也将大大减少。随着建设用地、电池维护、空调运行等实际需求的减少,整个数据中心能够更好的实现节能减排的目标,真正做到;低碳与绿色;。
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