UPS不间断电源电池如何提高工作效率

来源：存能电气  日期：2019-07-30 11:21  浏览量：次

　　UPS不间断电源电池如何提高工作效率？改革开放以来，我国电力系统的建设存在无法满足各行业快速发展的要求，尤其是近年来出现的全国性电力供应不足，导致大面积的拉闸限电，严重限制了数字化建设的步伐和质量。因此，系统工程师在做数字化系统设计时必须充分考虑电源系统的可靠性。目前比较可靠的方法就是采用高质量的UPS电源。除了可靠以外，高效就是UPS不间断电源一直追求的目标。从80%的效率发展到现在95%以上的效率，究竟如何提高UPS不间断电源点错的工作效率呢？

　　提高UPS不间断电源工作效率的原因

　　1、可靠性的需求

　　在选用UPS产品之时，客户的第一关注点必然是可靠性。对UPS电源来说，更高的效率意味着更低的发热量，根据阿列纽斯理论(Arrheniustheory)，认为温度每上升10℃，电子产品(例如电容、半导体器件)的寿命减半，发热量的降低将对器件内部温度的降低起到重要贡献，从而提高器件本身的寿命。

　　当然，高效只是影响UPS内部温度的主要因素之一，还要综合考虑机器本身的散热设计。但是，效率越低往往意味着需要在成本、可靠性或工作温度等方面作牺牲，以保障内部温度在可接受的范围之内。

　　2、响应国家节能减排政策

　　2013年初，工信部联合五部委共同出台《关于数据中心建设布局的指导意见》[工信部联通(2013)13号]，要求新建数据中心PUE值达到1.5以下，原有改造的数据中心PUE值下降到2以下；而UPS系统的损耗是数据中心能耗的主要组成部分，大约占到数据中心能耗的6%～10%，数据中心要做到较低PUE，必须选择运行效率更高的UPS。图1给出了不同类型UPS对PUE贡献的差异。

　　3、客户节约电费的需求

　　一般来说UPS效率每提高一个百分点可节约10%～20%的电能费用，可见高效UPS给企业带来的收益是很可观的。

　　4、负载率对效率的影响

　　负载率对UPS的效率影响很大。一般情况下，UPS的效率会随着负载率的提高而提高，并且会在负载率达到70%时达到效率最高点。得出以下结论：让UPS始终工作在效率最高负载区间，是提升UPS效率的可行手段。然而实际场景中，存在以下因素，使得UPS负载率无法工作在最佳负载区间，甚至存在负载率极低，导致UPS效率极低的情况。

　　提高UPS不间断电源电池工作效率的方法

　　①超前规划

　　因为供配电系统不易改造，机房在规划时会考虑到未来3～5年的业务扩容，常常需要提前规划好扩容容量的供配电系统；

　　②冗余配置

　　为保障可靠性，供配电系统需要冗余配置，常采用N+1配置，部分核心负载甚至采用2N或2(N+1)配置，保证供配电系统任何一条线路出现问题时都不会导致负载掉电。

　　③降低器件损耗

　　UPS不间断电源所用的半导体器件主要为IGBT、二极管以及MOSFET。由于自身结构和工作特性不同，器件损耗构成各有不同。

　　UPS电源的工作环境

　　首先，UPS十分爱干净，对灰尘特别“感冒”，要知道UPS长期在灰尘漫舞的环境中工作时，很容易“生病”，这是因为灰尘会悄悄地“钻”到UPS的控制框中，并直接覆盖在它的电子线路中，时间一长UPS内部的工作电路就会散热不良，长期以往自然就容易出现故障了。

　　其次，UPS也害怕潮湿，毕竟UPS内部也有电子线路，电子线路中的各个元器件在潮湿环境中长期工作时，其电气性能会逐步下降，而且还有可能产生漏电现象，引发火灾事故。

　　第三，UPS对环境温度也十分敏感，高于40℃的环境或低于0℃的环境会使它的工作“积极性”不高，特别是它的“潜能”得不到充分发挥。

　　第四，UPS所处环境不能处于强磁场包围之中，也就是说不能将它与具有强磁特性的设备放置在一起，因为UPS先天的防磁能力十分有限，如果长时间在强磁场环境中工作的话，UPS的使用寿命将大大缩短！

　　当今业界UPS最高效率普遍可以达到96%甚至更高，但是提升UPS电源效率仍然是整个业界一直持续追求的，选用优质器件、更优的拓扑是提升UPS效率的可靠途径，同时模块化UPS智能休眠等特性可以让UPS工作在最佳效率区间。

　　影响UPS电源电池可靠性的因素很多，即使UPS使用的是同样的电池技术，不同厂家的电池寿命大不一样。在选用UPS产品之时，客户的第一关注点必然是可靠性。对UPS电源来说，更高的效率意味着更低的发热量。UPS电源锂电池，质量可靠，稳定性强，是用户选择的首要之选。