1 数字控制技术是主流
当前,数字控制已成为新型UPS控制技术发展的主流,数字控制器具有精度高,抗干扰能力强,易于实现对UPS的检测、故障诊断和隔离,易于实现遥控遥测,实现多台UPS的并联和热插拔,易于实现对蓄电池的监控和管理等特点。
采用数字信号处理器(DSP)的数字PWM技术,是数字控制技术的核心,用于保证UPS输出电压的质量。即保证输出电压、频率和输出电压波形满足技术指标的要求。数字控制的另一个重要功能是实现UPS的初始自检和运行自检,进行故障保护和故障隔离。同时,数字控制器的灵活性,可使UPS控制器的硬件电路实现标准化。
2 金属化镍氢电池有望浮出水面
UPS的可靠性在一定强度上取决于蓄电池。目前,UPS一般都使用免维护密封铅酸蓄电池。
一般情况下,影响电池性能的主要因素是连续充电,电池连续充电大约要减少一半的使用寿命。目前,国外主要使用ABM三阶段电池管理方案:第一阶段是恒流均衡充电,将电池容量充到90%;第二阶段是浮充充电,将电池容量充到100%,然后停止充电;第三阶段是自然放电,电池利用自身的漏电流放电,达到规定的电压下限后,再重复上述三个阶段。这种方式改变了以前充满电后,仍使电池处于24小时的浮充状态,延长了电池的寿命。
金属化镍氢电池具有高能量密度的优点,而且又无镍镉电池可能造成的镉污染,但售价太高。它的能量密度是铅酸电池的十多倍,重量只有铅酸电池的1/10,所占空间只有铅酸电池的1/7,有望取代铅酸蓄电池应用于UPS。
3 UPS需要热插拔
开关整流器的并联和热插拔已成为通信电源的基本运行方式,也称N+1冗余供电方式。N+1冗余供电方式不仅降低了电源成本,并且可保证供电不中断。这种冗余供电方式的实质是通过并联平行操作的电源模块,提供分布式电源。所有的模块并联运行,平均负担当前的负载,电源阵列比额定容量多配置一个功率模块,当一个模块出现故障时,特设的电路将故障模块从负载上断开,其它模块将立即支持所有负载,使其连续不间断地供电。替换模块后UPS的控制电路和蓄电池均能在线运行。
4 智能化UPS管理系统
智能化UPS,是指将传统UPS通过与计算机相连的硬件接口,结合特殊设计的软件,以提供计算机及数据资料的双重保护。智能化的网络UPS最基本功能是在长时间断电的情况下,能安全、自动地关闭网络,确保网络系统及数据的安全性。此外,通过远程控制装置,用户也可以遥控UPS,有些UPS还可将UPS状态或报警信息通过电子邮件、传真机或传呼机通知外出网络管理人员。
5 提高UPS的可用性
一个完整的供电系统由多种设备和多个不同的环节构成。对于一个复杂的供电系统,为了提高其可用性仅仅解决UPS设备的可靠性显然是不够的。根据系统实际运行的故障数据表明,直接由于UPS故障引起系统宕机的比例很少。因此模块化、冗余配置、热插拔修复等设计原则是很适用的。
除此之外,系统中各种设备和管理的标准化、统一化,减少单路径故障点和大面积掉电的隐患,加快建设速度和安装的规范化、对环境和负载变化的适应性和系统的可扩展性、降低维护管理的难度和减少人为事故的几率等问题,也是要研究和解决的重点。
6 绿色化
各种用电设备及电源装置产生的谐波电压和谐波电流,对市电电源是一种污染。随着各种政策法规的出台,对无污染的绿色UPS的呼声越来越高。要求UPS做到使用户负载既不受已污染的市电电源的影响,同时用户负载产生的谐波电压和谐波电流也不要污染市电。
7 整体解决方案成为市场热点
从用户的需求角度看,随着网络应用的深入和用户需求的个性化,用户对未来UPS的整个供电系统的可靠性及可用性、整个数据中心的物理基础设施、设备的投资回报以及投资风险都更为关注。
用户对UPS的要求也将不再只是单一的不间断供电设备单元,而是正朝向集不间断电源、机柜、电源管理、散热、电力电缆和数据布线为一体的全套电源供应与管理解决方案迈进。(■ 张乃国)