众所周知,UPS行业的发展趋势是:高频化、小型化、模块化、智能化、环保化。在业界关于高频机和工频机究竟哪个好,哪个更有生命力是有争论和不同见解的,很多UPS用户更是无所适从。
我认为“高频机代替工频机是UPS发展的必然方向”(从长远来讲,直流UPS亦将逐渐被应用)。
l 选用高频机是构建新一代节能数据机房的需要高频UPS采用的是IGBT前端整流、后端逆变,这种双变换UPS特点很多,其中最显著的特点是能大限度地节能减排、绿色环保。
以下举例可以看出高频机和工频机的差别:某企业生产的300kVA工频机,重量为2.2吨,而同功率的高频机只有830kg。这台工频机采用12脉冲整流、l1次谐波滤波器,输入功率因数指标达到0.9,而同等功率的高频机,输入功率因数能达No.99,接近于l。从效率指标看,工频机满载小于90%,而高频机的效率即使半载也能达到95%以上。这些差别是显而易见的。
目前国内各厂商都在宣传推广绿色电源,但什么是真正的绿色电源,绿色电源应该符合什么样的标准?从技术上来看,是否绿色要看两个指标:第一个就是谐波,谐波是UPs一个重要的指标。UPS对电网本身就是个污染源,是产生谐波的设备,对电力系统造成谐波污染,还会造成大量的附加损耗。但伊顿的高频机UPS谐波可以做到小于3%。完全消除了UPS对电网的反馈谐波污染,对供电电网来说,是真正的绿色负载。
第二是效率,高效率对客户来讲可以节省运行费用。一些企业购买UPS产品,只顾及采购成本,大多数的企业是不考虑安装使用成本的。如何节约安装成本?如何减少使用成本?这些问题可以通过提高供电系统的效率来解决。高效率的UPS可以减少输入线缆的截面和前端变压器的容量,这是减少客户安装成本的主要因素。效率为95%以上的高频机和效率不到90%传统的工频机相差很大。不要看这百分之几的微小差别,对于大功率UPS来说,高效率降低了能耗,也就是降低了UPS运行电费。据悉,腾讯公司现在的机房每年的电费已经超过其员工全年的工资,这是所有IDC机房所存在的问题。如果UPS效率提高百分之几,所节约的费用也是很可观的。伊顿的一台300kVA的高频机9395UPS,运行l0年节约的电费大概是100万元,如果再加上由高效率而节省的空调制冷费,这个数字会更为可观,大概是150万元。
如果从采购安装和使用成本全局考虑的话,购买高频机不会给用户增加成本,反而会节约使用成本,达到绿色节能的效果。绿色电源从另外一个方面来讲,就是IDC机房建设面积,机房寸土寸金,用户希望UPS体积小,占地面积少,给客户节约更多的机房空间,也能减小空调的规模,降低机房建设的投资。人们常说要构建新一代节能的数据机房,其中重要环节就是如何构建一个安全、可靠、绿色、节能的供电系统,高频UPS无疑是较佳的选择。
2 业界关于高频机和工频机争论的焦点
(1)有无输出变压器变压器的作用不外乎是变压和隔离,工频机的输出变压器并不能隔离干扰,来自电网和UPS自身产生的尖峰干扰,变压器是无法隔离的。而高频机实际上就是个电子变压器(DC36~AC220),不但有变压的作用,而且本身干扰小,对电网的干扰有抑制作用。工频机的输出变压器占了很大的体积和重量,这是人所共知。
(2)IGBT和scR(可控硅)整流器哪个更好
可控硅(SCR)是个天生的干扰源,其开关尖峰效应严重破坏电网波形。IGBT整流器的特点是:功率因数高,可以做到0.99。谐波含量很低,所以波形很好,对电网的反射污染就很小了。所以说,可控硅在UPS产品中作为整流器没什么前途。但在电力系统还是常用的,比如葛洲坝发电厂,发出的交流电经可控硅整流,成为ll0kV直流,经葛——上线直流输往上海,再经逆变成交流供电上海。IGBT在UPS上的应用,早在上个世纪80年代就陆续替代可控硅做逆变器,经过20多年的发展,用IGBT做整流器的UPS在l998年前后形成产品,很多厂家陆续推出了这样的产品。至今也有十几年的发展史,为什么发展这么慢呢?就是以前对节能减排、绿色环保的要求没有像今天这样紧迫,现在全球都在关注节能、环保、低碳的问题,我国政府提出要在今年实现单位GDP能源消耗要降低20%的指标,而且政府还对数据中心下达了强制执行降耗的要求,在这种形势下高频UPS发展势必很快。
铁岭宇飞去年还没有200kVA的高频机,今年就推出来了500kVA全IGBT的UPS,现在GE公司和日本的富士公司也有了500kVA的高频UPS,按照这个速度,相信用不了三年的时间,高频机就会取代工频机。那么,高频UPS的技术是不是只掌握在少数厂家呢?不是的。在当代做大功率UPS的厂家,没有一家不在IGBT整流器上下功夫,只是彼此在发展的速度上不平衡而已。铁岭宇飞在这方面是走到了行业的前面,现在铁岭宇飞可以生产l200kVA的高频机,完全达到了覆盖了工频机的水平,高频机的可靠性也是非常好的。据宇飞管理层的人士说,近2~3年宇飞的9395250~600kVA高频机在国内安装了300多台,在全球销量目前已超过2万台。
总而言之,UPS技术的发展日新月异,而高频机是近期UPS发展的必然趋势。