硕天UPS电源节能措施有哪些？

硕天UPS电源

1、按需扩容的柔性规划

　　数据中心的硕天UPS电源容量的规划，可以根据不同时期的负载容量要求,采用逐步扩容的方案,使投资方案更经济，同时也能使硕天UPS电源工作处于较佳的效率点。目前中、大功率段的硕天UPS电源均已经具备冗余并机功能，不仅提高了系统的可靠性，同时也为机房扩容提供了条件。

　　目前,模块化硕天UPS电源已经开始在国内应用,模块化硕天UPS电源特点主要包括:可扩容、平均故障修复时间(MTTR)短、可经济实现“N+X”冗余并机。

　　2、提高硕天UPS电源自身能效,优化负载效率曲线

　　硕天UPS电源均为在线式双变换构架，在其工作时整流器、逆变器均存在功率损耗。以一个容量为400kVA的UPS为例，每度电按0.95元计算，UPS效率每提高1%，一年节省的电费为400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元。可见提高UPS的工作效率，可以为数据中心节省一大笔电费，可见提高硕天UPS电源效率是降低整个机房能耗的最直接方法。

　　3、电池管理及配电管理技术

　　共用电池组原理是通过特殊的整流器控制及故障隔离技术，使并机系统中的两台或多台硕天UPS电源的整流同步、母线均流，使系统中的各台硕天UPS电源母线直接并联，然后将满足系统后备时间要求的电池并联后接入并联母线系统中，实现电池的共享，减少电池投资。

1、对硕天UPS电源进行放电处理时，无需把电池容量全部放光，只需放至额定容量的三分之二即可。放电可起到激活电池的效果，还可延长硕天UPS电源电池的使用时长。

2、需了解在放电前可后备的大约时长，可在放电的时有所准备，避免因放电至后备时间时，在毫无准备下所导致的负载的宕机及设备的损坏。

3、若是中大功率，通常整流器和旁路输入开关需独立进行设计，可用OFF整流器开关，以防在电池放电时，硕天UPS电源能够即刻转至旁路模式运作。

4、机房监控系统由前端设备、用户端/服务端APP，PC大屏端三部分构成。用户可通过用户端APP/PC登陆实时查看硕天UPS电源设备的运行状态和相关参数，还可在手机端大屏端直观看护，出现异常时可同步接收告警信息。

5、当人为进行放电时，需实时查看硕天UPS电源的电池电压的下降状况，便于随时能够恢复市电的输入。

6、若能看到硕天UPS电源电池，需先查看电池有无明显变形及漏液的状况。

7、若自身是具有自动放电设置时间的功能，可使硕天UPS电源自行放电，这样能判断电池有无放电的能力。

1、硕天UPS电源正常运行状态

硕天UPS电源的正常运行如上述工作原理所介绍，当市电正常时，机器会将市电的交流电转换为直流电，而后对电池充电，以备电力中断时使用；需强调的是不间断电源系统并不是停电时才会工作，如遇到电压过低或过高、瞬间突波等，足以影响设备正常运转的电力品质时，硕天UPS电源系统都处于工作状态，为负载设备提供稳定且干净的电力。

2、硕天UPS电源电池工作状态

一旦市电发生异常时，将储存于蓄电池中的直流电转换为交流电，此时逆变器的输入改由电池组来供应，逆变器持续提供电力，供给负载继续使用，达到持续供电功能。硕天UPS电源系统的电力来源是电池，而电池的容量是有限的，因此硕天UPS电源系统不会像市电能持续不断供应电力，所以无论多大容量的不间断电源系统，在电池供电状态下，其供电的时间必定有限，若要延长放电时间，须购买长延时硕天UPS电源。

3、硕天UPS电源旁路运行状态

当在线式硕天UPS电源遭遇电源超载、旁路命令(手动或自动)、逆变器过热或机器故障，一般将逆变输出转为旁路输出，即由市电直接供电。由于旁路时，硕天UPS电源输出频率相位需与市电频率相位相同，因而采用锁相同步技术确保输出与市电同步。旁路开关双向可控硅并联工作方式，解决了旁路切换时间问题，真正做到了零时间切换。

4、硕天UPS电源旁路维护状态　

当硕天UPS电源进行检修时，通过手动设置旁路保证负载设备的正常供电，当维修操作完成后，重新启动硕天UPS电源，此时的硕天UPS电源转为正常运行。

1：硕天UPS电源常用电池的种类，影响电池寿命的因素，不同种类电池的优点和缺点：

在硕天UPS电源应用中的电池共有三种：包括开放型液体铅酸电池，免维护电池，镍铬电池。下面以免维护电池为主介绍三种电池的特点：

1：开放型液体铅酸电池：此类电池按结构可分为8-10年，15-20年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体，此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间，且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。

由于蒸发的原因，开放电池需定期测量比重，加酸加水。此电池可忍受高温高压和深放电。电池房应禁烟并用开放型电池架。

此电池充电后不能运输，因而必须在现场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为2V，初充电电压为2.6-2.7v。

2：免维护电池：又名阀控式密封铅酸蓄电池，在使用和维护中需遵循下列原则：

a：密封电池可允许的运行范围为15度-50度 ，但5度-35度之内使用可延长电池寿命。在零下15度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在20度到25度范围内使用将获得最高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量，在高温运行将获得较高容量但短寿命。

b ：电池寿命和温度的关系可参考如下规则，温度超过摄氏25度后，每高8.3度电池寿命将减一半。

c：免维护电池的设计浮充电压为2.3V /节。12V的电池为13.8V。CSB公司建议每节2.25-2.3V。在120节电池串联的情况下，温度高于摄氏25度后，温度每升高一度浮充电压应下调3MV。同样温度每升高一度为避免充电不足电压应上调3MV。放电终止电压在满负荷(<30分钟)情况下为1.67V每节。在低放电率情况下(小电流长时间放电)要升高至1.7V-1.8V每节，APC SYMMETRA可根据负载量调节充电电压。

d:放电结束后电池若在72小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电，而损坏电池。

e：电池在浮充或均充时，电池内部产生的气体在负极板电解成水，从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀将减低电池容量。

f：电池隔板寿命在环境温度为30-40度时仅为5-6个月。长时间存放的电池每6个月必须充电一次。电池必须存放在干燥 凉爽的环境。在20度的环境下免维护电池的自放电率为3-4%每个月，并随温度变化。

g：免维护电池都配有安全阀，当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体，在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。

h：电池的周期寿命(充放电次数寿命)取决于放电率，放电深度，和恢复性充电的方式， 其中最重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时，放电深度越浅，电池周期寿命越长。免维护电池在25度100%深放电情况下周期寿命约为200次。

i：电池在到达寿命时表现为容量衰减，内部短路，外壳变形，极板腐蚀，开路电压降低。

j：IEEE定义电池寿命结束为容量不足标称容量AH的80%。标称容量和实际后备时间非线性关系，容量减低20%相应后备时间会减低很多。

1、效率是硕天UPS电源的一个关键性的指标，尤其是大容量的UPS。它是在满载(阻性)情况下，输出的有功功率与输入的有功功率之比。硕天UPS电源的标称输出功率越大，其系统效率也越高。小容量双变换在线式UPS

(1-10kVA)的效率为85%-89%，中容量双变换在线式UPS

(10-100kVA)的效率为89%-92%，大容量双变换在线式UPS

(50-800kV.A)的效率为91%-95%。Delta变换式UPS的效率可以高达95%-96%左右。后备式UPS和在线互动UPS在市电供电正常的时候，效率可以达到959%-96%，但电池提供能量支持逆变器向负裁供电的时候。效率与小容量双变换在身式UPS在同一水平。

2、切换时间采用快速继电器或接触器作切换装置的小容量硕天UPS电源（额定容量小于10kV.A).交流旁路市电供电与逆变器供电的切换时间为4ms。波动范围为2-6ms，采用静态开关的大、中容量UPS，交流旁路供电切换到逆变器供电的时间几乎为零，由逆变器供电切换到交流旁路供电的时间般小于2ms。

3、平均无故障工作时间(MTBF)是指用统计的方法求出的硕天UPS电源工作的时候两个连续故障之间的时间，它是衡量UPS工作可靠性的一个指标。ups的额定输出功率越大，MBP值越大，也就是可靠性越高。小容量UPS的MTBF值约为4万-14万小时，中容量UNMTBP值约为13万-22万小时，大容量UPS的TBF值约为20万-40万小时。

4、工作噪声表示在市电正常、硕天UPS电源负载为满载线性负载、逆变器工作时，以硕天UPS电源为中心以1m为半径，商度为1.3m处所测量出的噪声分贝数。小容量的UPS约为50dB(A)，中容量UPS约为50-55dB（A)，大型UPS约为55-70dB(A)。

5、硕天UPS电源保护功能

1)输出短路保护负载短路的时候，硕天UPS电源立即自动关闭输出，并发出声光报警。  

2)输出过载保护当输出负载超过硕天UPS电源额定负载的时候，发出声光报警;超过负载能力的时候，应转旁路供电。  

3)过热保护硕天UPS电源机内运行温度过高的时候，应发出声光报警，并自动转为旁路供电。  

4)电池电压低保护当硕天UPS电源在电池逆变工作方式的时候，电池电压降至保护点时，发出声报警，停止供电。  

5)输出过欠电压保护当硕天UPS电源输出电压超过设定过电压阈值或者低于设定欠电压阈值的时候，发出声光报警，并转为旁路供电。  

6）抗雷击浪涌能力硕天UPS电源应具备一定的防雷击和电压浪涌的能力。

6、电磁兼容性要求一方面指硕天UPS电源对外产生的传导干扰和电磁辐射干扰应小于一定的限度，另一方面对硕天UPS电源自身抗外界干扰的能力提出一定的要求。

7、安全要求包括绝缘电阻、绝缘强度以及对地漏电流的要求。

8、工作条件是指硕天UPS电源工作时应达到的环境温度条件，一般计算机用硕天UPS电源的运行温度

1）工作温度一般为0-40℃。工作温度过高，不但使半导体器件、电解电容的漏电流增加，而且还会导致半导体器件的老化加速、电解电容及蓄电池寿命缩短；工作温度过低，则会导致半导体器件性能变差、蓄电池充放电困难且容量下降等一系列严重后果。  

2）工作湿度。湿度是指空气内所含水分的多少。说明空气中所含水分的数量可用绝对湿度(空气中所含水蒸气的压力强度)或相对湿度(空气中实际所含水蒸气与同温下饱和水蒸气压强的百分比)表示。UPS说明书一般给出的是相对湿度，通常为10%~95%，典型值为50%。

针对现在的安防监控系统，其设备一般都使用单相220V电。这类设备在断电或电路故障后都需要持续正常工作，以保证其工作场所的安全。通常发生不能正常运行的状态下，很容易发生不可想象的案件。

作为备用电源的一种，由蓄电池、逆变器、充电器、稳压稳频器、转换开关组成。当市电正常输入时，就将市电稳压后供给负载使用，同时对内置电池组充电，把能量储存在电池中;当市电中断(事故停电)或输入故障时，立即将内置电池的能量转换，瞬间以220伏交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软硬件不受损坏。

硕天UPS电源在安防监控系统中，不但可以全面改善供电质量，对整个系统乃至网络数据全面保护，还可保证市电断电和被人为破坏的特殊情况下，继续工作。

由于安防监控系统对供电要求较高，所以必须选择在线式(正弦波，市电要求)硕天UPS电源。

系统配备时，首先应估算系统设备的用电功率，安全系数一般取1.2-1.5为宜，为供电系统留有充分的冗余量。其次根据系统要求延时供电时间，计算配置电池组。最后，还应注意使用环境，防潮通风，注重降温，延长平均无故障工作时间，提高系统的可靠性。

应设置在监控室，实行统一管理。当市电不正常时，就能及时为系统的全部设备提供不间断的电力供应，保证系统工作正常，防止人为破坏。

 1、硕天UPS电源输入差异

　　直接获得交流电源，并将交流——直流逆变电源用于电子设备。离线式硕天UPS电源它获得交流电源并被充电，但充电的交流——直流逆变器电源仅在发生电力故障时使用。

　　2、硕天UPS电源工作温度差异

　　无论何时打开这些设备，它都会为电子设备供电。它被充电，然后提供给设备的电源。这意味着它必须工作更多的时间，工作温度也是如此。离线硕天UPS电源它只在电源故障期间进入画面。所以，操作温度并不总是更高，只有在使用更多的时间后才会被加热。

　　3、硕天UPS电源使用的零件差异

　　为了保持其操作频率和对电子设备的持续供电，需要很多部件。这些部件也应该谨慎选择，因为它必须忍受更高的工作温度。离线式硕天UPS电源操作时间确实较少，因此也可以选择部件。这些部件经常不会升温，因此这种部件就足够了。也只有在长时间停电等极端条件下，才需要更长的运行时间。因此，这些零件不需要非常小心，因为它们很难长时间使用。

　　4、成本差异

　　使用的零件数量需要更多的成本。离线式硕天UPS电源它只需要较少的成本，因为它只涉及较少的零件。

　　5、电池使用情况差异

　　在电子设备使用期间，它始终使用电池。所以电池总是在使用。离线式硕天UPS电源在发生电源故障之前，不会使用电池。因此很少使用电池。

　　6、极端电压失真差异

　　为了处理这种极端的电压波动而设计的，这种情况在这里是可以预料的。由于在线硕天UPS电源始终处于运行状态，无论主电源的电压波动如何，都无需担心。电压波动越大，离线式UPS的使用就越多。频繁的切换可能导致切换延迟，或者最终可能降低其性能。

　　7、产量差异

　　在线式硕天UPS电源保持稳定，几乎固定在一个特定的频率。离线式硕天UPS电源在一个范围内显着变化。

　　8、可靠性差异

　　当您长时间使用时，会导致不可靠的服务。离线式硕天UPS电源由于使用的零件更少工作温度更低，因此可以提供可靠的服务。

　　9、供电时间差异

　　提供10-30分钟的供电时间，需更多的电池及维护工作。离线式硕天UPS电源系统提供60秒满负荷供电，足以支持负荷平滑切换到后备发动机启动。

　　10、安装差异

　　需要宝贵的户内空间或专用房间。离线式硕天UPS电源系统适用于户内或户外安装，户外安装可明显减少安装成本。

　　11、效率差异

　　采用在线式整流器与逆变器，能效通常为90%至92%，包括空调部分。离线式硕天UPS电源系统能效为98%至99%，比传统硕天UPS电源系统高6%至9%，减少运行成本。

 1、自动调节市电升压、降压，稳定电压输出；

　2、停电自动关机，来电自动开机，及时供电并给电池充电；

　3、关机充电功能；

　4、智能化的直流开机，满足应急情况下的使用；

　5、优异的发电机相容和电网同步跟踪能力；

　6、完善可靠的电池欠压、输出短路、超载、超电压、超温等保护；

　7、全自动充电，延长电池的使用寿命；

　8、智能化电池保护，防止电池深度放电而损坏电池。

　在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道再经转换开关直接向负载提供电源，不经过硕天UPS电源。机内的逆变器处于停止工作状态，这时的硕天UPS电源实质上相当于一台性能一般的市电稳压器。它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本上没有任何改善。

　只有当市电供电中断或低于170V时，蓄电池才对UPS逆变器供电，并向负载提供稳压、稳额的方波交流电源。可以看出，就供电原理和稳压稳频上在线式硕天UPS电源供电质量明显优于后备式UPS。因为它除了可以实现对负载的稳频、稳压供电，而且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。

1、分布式架构

分布式是早期模块化UPS经常使用的一种架构。此类模块化UPS系统层面上等价于数台独立的UPS直接并联，其功率模块利用小型UPS改造而成，可自主独立工作，其特点是：

①除整流、逆变的控制外，均流与逻辑切换也由内部控制单元控制;

②内置容量与功率模块容量一致的静态旁路，在旁路模式时，由每个模块内的静态旁路共同承担负载。

2、分布+集中式架构

分布+集中式结构的模块化硕天UPS电源设备所有的功率模块内置控制单元用于本模块的整流器与逆变器控制，而将整个系统的均流及逻辑切换等功能从模块内部控制单元中提取出来，由一个集中的控制模块控制。为了消除可能引入的单点故障，该控制模块及相应通讯总线均进行1+1冗余。当一个控制单元出现故障时，整个UPS系统中功率模块可由另一处于热备状态的控制单元无缝接管系统控制，保障系统不间断运行。同时，功率模块内不再内置静态旁路，系统配置一个静态旁路模块，其容量即为系统容量。

分散控制与分布+集中控制逻辑模式对比

　　分布式架构的模块化采用分散控制逻辑模式，系统中每个模块都含有一个完整独立的控制单元，系统的主控模块会通过一定的逻辑规则从系统内所有模块中选出，其余模块作为从控模块听从主控模块调度。当硕天UPS电源系统中的一个从控模块出现故障时其余模块仍正常工作，当主控模块出现故障时可通过一定的竞争规则来使得另一个模块作为主控模块，保障系统继续正常工作。

　　分散控制逻辑模式的优点在于每个控制单元都可以完成对系统独立控制的工作，故不存在这方面的单点故障点。但缺点也很明显，首先因为主控模块既要处理本身的信号，又要协调各模块之间的信号，所以控制逻辑比较复杂，软件逻辑可靠性不高。其次各主控模块故障后，会在剩余模块中竞争产生一个模块作为主控模块，该过程中也容易发生竞争失败导致系统故障。

　　分布+集中式架构的功率模块内整流、逆变的控制是分布的，而均流逻辑等控制则是集中控制模式，即采用独立集中的控制模块来检测市电的频率和相位，然后向每个模块发出同步信号，各个功率模块接受到此同步信号后通过自身的控制环输出相应频率相位的正弦波。

　　当市电丢失时，集中控制模块会自激产生同步信号发送给各个硕天UPS电源模块来保证各单元的输出同频同相。同时在均流的控制实现形式方面，集中式架构的模块化UPS依靠控制模块来检测整个系统的负载电流，然后除以系统模块数量来作为各个硕天UPS电源模块的均流参考值，进而与各模块输出电流比较后求出偏差值来不断调整各模块的输出电流，以保证系统内模块间良好的均流度。分布+集中控制逻辑模式的优点在于采用独立的均流与逻辑控制单元，均流度更好，且控制逻辑层级清晰，各功率模块之间不存在竞争关系，软件逻辑可靠性较高。为了保证集中控制单元的可靠性，避免单点故障，一般采用该架构的硕天UPS电源控制单元及通讯线路均会做1+1备份。1+1热备份是最常用的备份方式，其可靠性在各类系统长期运行实践中已得到验证。

绿色环保，降低谐波污染：得益于DSP控制的功率因数校正技术，高频硕天UPS电源抛弃了工频机时代的SCR（可控硅）整流技术，输入谐波电流进一步降低，对电网的污染减小，而输入功率因数也接近于1（大部分可做到0.99，几乎相当于纯阻性负载）

高效节能，降低电费开支：变压器的取消、低导通损耗的功率器件、软开关技术、新拓扑的应用，进一步提升了高频硕天UPS电源的效率。

体积小重量轻，运输安装方便：因为取消了输出隔离变压器，高频UPS的体积进一步缩小，重量也轻了很多。无论是运输还是安装，都比工频硕天UPS电源更加方便。

高功率密度，节省占地面积：大功率器件的应用、DSP数字控制系统、更先进的拓扑结构、损耗的降低、热仿真等关键技术的广泛应用，使得在同等体积下，高频UPS可以获得更大的输出功率。而单机架容量的大幅提升、有限的机房面积，也使得越来越多的数据中心更青睐高频UPS。

Environmental protection and harmonic pollution reduction: thanks to the power factor correction technology controlled by DSP, the high-frequency shuotan UPS power supply abandons the SCR (silicon controlled rectifier) rectifier technology in the era of power frequency machine. The input harmonic current is further reduced and the pollution to the power grid is reduced. The input power factor is also close to 1 (most of which can achieve 0.99, almost equivalent to pure resistive load)

High efficiency and energy saving, reduce the cost of electricity: the cancellation of transformer, power device with low conduction loss, soft switch technology, application of new topology, further improve the efficiency of high-frequency shuotan UPS power supply.

Small size and light weight, convenient transportation and installation: because the output isolation transformer is cancelled, the volume of high-frequency UPS is further reduced, and the weight is also much lighter. No matter transportation or installation, it is more convenient than power frequency shuotan UPS power supply.

High power density, saving floor space: the application of high-power devices, DSP digital control system, more advanced topology, loss reduction, thermal simulation and other key technologies are widely used, so that the high-frequency UPS can obtain greater output power under the same volume. With the large increase of single rack capacity and limited computer room area, more and more data centers prefer high-frequency ups.