高压直流与模块化UPS的对比.doc

高压直流与模块化UPS的对比高压直流与模块化UPS的可靠性、可用性、节能效果比传统UPS供电系统有显著提高，这不但是从功率转换设备标准化，机架标准化，电池配置和结构标准化方面评估，高压直流与模块化UPS使主机规格由传统UPS的几十种减少到几种，电池组电压规格由传统UPS的十几种减少到几种，简化并提高可用性作用比较明显。高压直流与模块UPS的可靠性对比高压直流电池供电不需经过DC/AC转换，隔离了供电系统中不可预见、突发性的故障对负载的威胁。高压直流供电系统负载供电的可靠性，实际上等于备用电池供电的可靠性，而备用电池可靠性的提高，很大程度取决于电池组的质量好坏和检测手段，因此人为因素对整个供电系统的可靠性有较大影响。如遇到自然灾害或人为故障影响，造成供电系统损坏，后备电池因容量有限无法继续向负载供电，会造成负载中断，而UPS可以通过旁路选择油机或另外一路市电对负载紧急供电。模块化UPS因为采用了并联冗余设计，每个模块均具备完整的UPS功能，即便任一模块发生不可预见、突发性的故障，也不会对负载供电造成影响。输入谐波电流及功率因数对比因高压直流的功率模块技术是从电力操作电源延伸而来，模块的功率范围相对较小，从目前国内主流生产高压直流厂商的技术水平来看，输出功率在5KW(240V/20A)以内的单相整流模块，均采用有源PFC校正技术，基本可以达到THDI小于5%，PF大于0.99，而输出功率在5KW以上的三相整流模块，大多采用六脉冲无源PFC校正，其THDI基本在25%到35%之间，PF在0.9左右。而高频UPS因为产品设计起点高，投入研发时间久，无论是功率范围或技术的稳定性，都优于高压直流模块的技术水准，从目前模块机生产商的技术水平看，无论UPS模块的功率大小，都采用了IGBT整流技术，THDI小于5%，PF大于0.99已成为普遍的应用指标。工作效率对比目前高频化UPS电源的工作效率基本在93%-96%左右，而高压直流的功率模块工作效率基本在92%-95%之间，这是因为虽然它减少了DC/AC逆变这个环节，但同样存在PFC整流和DC/DC变换两个环节，而DC/DC变换因为有高频变压器的存在，其效率反而比高频UPS的DC/AC变换(无变压器)降低1%3%。技术复杂性高压直流并联没有频率同步问题，不存在环流问题，冗余并机更简单。模块化UPS虽然存在上述问题，但数字技术正以人们无法想象的速度在发展着，技术的更新，产品的升级，无时无刻不在重复的发生着，以DSP作为核心的控制技术在UPS的应用已经有十余年的历史了，其稳定性早已得到验证。而高压直流功率模块，主要采用的模拟技术，在模块机为代表的数字技术面前，其稳定性、离散性差距明显，被淘汰只是时间的问题。现阶段高压直流供电系统的概率密度较小，占地面积偏大。负载的适应性以240V直流供电系统为例，其供电范围从198V292V，再考虑到线路损耗等因素：负载的正常工作电压范围要求在AC165VAC264V之间对于三相输入和有工频变压器的负载不适用;对负载内置的开关和保险需要按照直流的电压等级来配置;对服务器机柜内部的风机和部分显示器不适用;对机房内的通风和应急照明设备不适用;高压直流供电降低了对负载的供电质量，并提高了负载适用范围。UPS电源可以提供稳压精度为1%，电压谐波小于3%的交流电，不存在负载适应性问题。分配电系统的安全性通信数据机房内的设备数量众多、种类繁杂、线路密集，日常维护、更新、扩容等活动频繁，对配电系统的安全等级要求很高。因高压直流的输出分配电系统相比于交流分配电系统，对开关和保险的规格等级要求高，对爬电距离和线缆绝缘等级要求高，而相应的规范、标准和器件种类、规格等又比较少，势必会增加设备投资成本和风险成本。高压直流采用悬浮供电模式，但负载输入端和功率模块输出端因为共模接地电容的存在，对地仍存在100V150V的直流电压，并随着模块和负载数量的增加而愈强。而悬浮供电使负载对零地电压的要求无法满足，对人身的安全防护，