近幾年，國內(nèi)的通信及信息行業(yè)的發(fā)展，UPS得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文就主要是對UPS的應(yīng)用和實(shí)際中的節(jié)能方法作了簡單的探討。
    本人從事研究機(jī)電產(chǎn)品和節(jié)能設(shè)計(jì)開發(fā)、制造和服務(wù)工作多年，從實(shí)際應(yīng)用角度，對UPS在實(shí)際應(yīng)用和節(jié)能方面做簡單的探討。
    UPS選取和系統(tǒng)配置概述
    UPS實(shí)際上就是不間斷的電源，其主要功能有兩個(gè)：一是在市電發(fā)生異常時(shí)，通過電池保證用電負(fù)荷供電不間斷；二是在市電供電正常時(shí)，合理的改善供電質(zhì)量，并對備用電池充電。
    首先對UPS的容量進(jìn)行選擇，可根據(jù)平時(shí)的負(fù)載量，再結(jié)合近期增加和中期發(fā)展，來計(jì)算所需要的UPS容量。其次要選擇節(jié)能的UPS，今后的發(fā)展趨勢是更大程度上的模塊化和高頻化，前者的好處是節(jié)約能源且方便擴(kuò)容，后者的好處是提高了UPS的半載和輕載效率。
    在系統(tǒng)配置供電方面，除了為關(guān)鍵負(fù)載提供電源，還要考慮UPS的分布式、串并聯(lián)冗余，雙系統(tǒng)、故障報(bào)警系統(tǒng)等方面。市面上的UPS配置很多，常用的有5種，①容量②分布式冗余③串聯(lián)冗余④并聯(lián)冗余⑤雙系統(tǒng)。在選擇其中的UPS時(shí)，要根據(jù)負(fù)載大小和一旦停機(jī)的后果來綜合考慮，尋找合適的系統(tǒng)配置。UPS系統(tǒng)供電的主要對象是計(jì)算機(jī)、機(jī)房其他設(shè)備、變頻器、服務(wù)器和監(jiān)控設(shè)備等。
    UPS的節(jié)能措施
    UPS節(jié)能建議從其擴(kuò)容方案、配電設(shè)計(jì)和電池配置等方面進(jìn)行。
    3.1合理、按需擴(kuò)容
    通常情況下，數(shù)據(jù)中心不是一次性建設(shè)，要兼顧今后的擴(kuò)容發(fā)展，但是如果安裝幾套較大功率的UPS，而初期的負(fù)載又很少，會(huì)使利用率降低，造成投資和能源上的浪費(fèi)。合理擴(kuò)容建議從以下幾點(diǎn)入手：
    3.1.1方案設(shè)計(jì)
    我們熟知的UPS供電主要有分散式和集中式兩種，分散式的好處是分散了設(shè)備出現(xiàn)異常后造成大面積停電的后果，缺點(diǎn)是不便規(guī)劃和管理。而集中式的好處缺點(diǎn)和分散式相反。在方案設(shè)計(jì)上多采用集中供電方案，當(dāng)UPS裝機(jī)的總?cè)萘砍^一定的值，可將機(jī)房劃分區(qū)域進(jìn)行供電，建議的操作方式：單機(jī)的容量不超過400kVA，并機(jī)的數(shù)量也超過3臺(tái)。
    3.1.2 UPS在線并機(jī)擴(kuò)容
    容量的規(guī)劃，采取逐步擴(kuò)容的方法，可使建設(shè)更加經(jīng)濟(jì)合理。方法是：利用UPS冗余并機(jī)的功能，在規(guī)劃前期預(yù)留出足夠的線路和空間。在進(jìn)行擴(kuò)容時(shí)，需對UPS進(jìn)行并機(jī)和修正。為避免市電直接帶載斷電引發(fā)的故障，采用在線并機(jī)，在軟件修改設(shè)置完成（好）后，直接并入原有系統(tǒng)。此外還要對UPS進(jìn)行模塊化，實(shí)現(xiàn)逐步擴(kuò)容，優(yōu)點(diǎn)是平均故障的修復(fù)時(shí)間短且可實(shí)現(xiàn)“N+X”冗余。
    3.2優(yōu)化UPS效率曲線和最高效率點(diǎn)設(shè)計(jì)
    現(xiàn)在UPS多是采用在線式雙變換構(gòu)架，工作中的逆變器和整流器在耗電方面都比較大，以400KVA的UPS為例，效率提高1%，電費(fèi)按1.05元一度,那么一年內(nèi)節(jié)省電費(fèi)(400KVA×0.8)×0.01×24×365×1.05=29433.6元，所以優(yōu)化UPS的效率曲線是降低機(jī)房能耗的最有效、最直接的方法。
    在采用新構(gòu)架的基礎(chǔ)上，即使較低的負(fù)載也要達(dá)到較高的效率，推薦使用30%左右負(fù)載下的效率值（該負(fù)載傾向于是多數(shù)中等到大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的平均運(yùn)行負(fù)載）；還要使單個(gè)UPS的容量不大于總?cè)萘康?0%，以保證UPS效率在較低負(fù)載時(shí)就能達(dá)到較高的效率。
    對于大功率的UPS電源產(chǎn)品，盡量采用ECO的運(yùn)行模式，以達(dá)到高效節(jié)能的目的。
    3.3提高功率因數(shù)，降低電流諧波
    諧波是線路自身產(chǎn)生的阻抗，其可等效為無源網(wǎng)絡(luò)，由于是非線性的，所以會(huì)讓電流和電壓產(chǎn)生畸變。其危害在于：使組件溫度升高，效率降低，加快損耗，縮短了使用壽命，同時(shí)還會(huì)干擾其他設(shè)備正常進(jìn)行工作，造成電能浪費(fèi)等等。
    降低UPS諧波勢的具體方法有：①采用無源濾波器。根據(jù)LC電路原理，對諧波進(jìn)行濾除，并進(jìn)行功率補(bǔ)償。②采用有源濾波器。利用半導(dǎo)體可控功率的特點(diǎn)，輸入與諧波幅值相同，相位相反的電路，達(dá)到補(bǔ)償電流的目的；③采用12脈沖整流器；④采用高頻整流，利用PWM來控制IGBI的通斷，并對電流電壓進(jìn)行相位差補(bǔ)償。
結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用情況，合理的設(shè)計(jì)最高效率點(diǎn)、提升整機(jī)效率、降低空載損耗，在現(xiàn)有技術(shù)的條件下，UPS產(chǎn)品在應(yīng)用中提升2－4％的效率，是完全可以實(shí)現(xiàn)的。
    3.4電池配比管理
    節(jié)能方式有：①智能管理。通過對影響壽命因素的處理，達(dá)到智能調(diào)控的目的。主要包括充電時(shí)的溫度補(bǔ)償，放電完成后終止電壓控制等等。②并機(jī)共用。并聯(lián)接入母線系統(tǒng)后的電池，實(shí)現(xiàn)了共享，降低了成本。③智能配電。計(jì)算設(shè)備供電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)不同等級的負(fù)載多次下電保護(hù)，提高使用效率。④采用新型節(jié)能電池，如燃料電池。
    4.日常使用與維護(hù)
    ①長期閑置的UPS可使里邊的蓄電池內(nèi)阻變大，充放電性能變差；②滿載與過載會(huì)影響UPS的壽命。應(yīng)結(jié)合效率曲線和最高效率點(diǎn)，來綜合考慮負(fù)載的接入情況；過度輕載也會(huì)影響壽命；對于停電頻繁地區(qū)的用戶，長期處于“欠充”狀態(tài)，也會(huì)導(dǎo)致電池過早損壞；③注意開關(guān)順序。先打開UPS，再打開負(fù)載，避免瞬間電流過大所帶來的沖擊。不要頻繁開啟UPS，開啟與關(guān)閉時(shí)間，應(yīng)該間隔5分鐘以上。④UPS的最佳負(fù)載類型是電阻性負(fù)載，盡量不要在UPS上接大功率變壓器等電感性負(fù)載。電感性負(fù)載的啟動(dòng)電流一般會(huì)達(dá)到額定電流的3~4倍，會(huì)引起UPS的瞬時(shí)超載，影響UPS的壽命；⑤通過計(jì)算機(jī)，設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)對UPS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理；⑥僅在工作時(shí)間使用的UPS，在工作結(jié)束后要及時(shí)封閉設(shè)備，并堵截輸入電源，給設(shè)備休息的時(shí)間。對于長期工作的UPS，建議每月休息10小時(shí)以上；⑦重視長時(shí)間小電流“浮充”對UPS電池的危害，定期對UPS電池放電；⑧控制環(huán)境溫度。對于UPS所用的密封免維護(hù)電池來說，以溫度25℃為標(biāo)準(zhǔn)，室溫每增高或降低10℃，電池的使用壽命將縮短一半左右。

    對UPS使用維護(hù)、節(jié)能降耗的不斷探索，是經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展的目的所在。