UPS之外的另一种选择----INPAVC

—英博电气—

UPS之外的另一种选择----INPAVC

 

Another option besides UPS - INPAVC

不间断电源UPS最初的概念是在20世纪50年代提出的,‌当时主要是为了解决计算机系统在电力中断时数据丢失的问题。‌真正的UPS电源是由美国的Neil Bonner和Samuel Bergman在1957年共同发明的。‌他们设计了一种采用电池和逆变器组合的电源,‌可以在停电时提供持续的电力,‌并将这种电源命名为“不间断电源”。‌

 

1972年,‌美国总统尼克松访华时,UPS作为国礼被带到中国,‌见证了中国UPS行业的发展历史。

1981年,‌美国总统罗纳德·里根在白宫的一次停电事件中,‌由于办公室中安装了UPS电源,‌使得他和访客在黑夜中依然可以继续会谈,‌这一事件让UPS电源得到了广泛的关注和认可。

 

随着技术的发展,UPS设备的功能越来越强大,应用范围也越来越广泛。UPS不仅在数据中心和关键电源场合发挥重要作用,还广泛应用于各种需要稳定电源的环境中,已成为应用于工厂中解决电力品质问题的最主要手段之一,但是也有其他一些可供选择的产品,比如动态电压恢复器AVC。

01#

 

 

 

UPS方案

UPS solution

典型的UPS系统框图如图所示,它的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器,以及把直流电再变为交流电的逆变器,电池在交流电正常供电时贮存能量且维持在一个正常的充电电压上,一旦市电供电中断时,蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压,在这个过程中,整流器、逆变器和电池都持续产生损耗。

 

UPS 是广为大家所知的一种设备,主要采取电池等化学能进行储能,当电网断电时,从化学能提取能量,支撑时间根据电池不同从几分钟到半小时甚至更长。国内的供电质量近年来一直很稳定,很少发生供电中断时间很长的极端情况。UPS 较适合 IT 设备等稳定性单向负载,在预防断电方面具有重要作用。

 

UPS 如用来保护电压暂降有下缺点:

不适合动态负载/IN-POWER

不适合动态负载,特别是像机器人、电机、变频、伺服驱动等此类冲击性负荷。否则很容易导致 UPS 电池损坏,从而造成更大安全隐患。SEMI F47 国际半导体设备电压暂降耐受标准明确声明:不建议采用 UPS 等电池类蓄能产品来进行电压暂降保护。

在线式 UPS 能耗较大/IN-POWER

在线式 UPS 能耗较大,典型耗能为 8% ~ 12%,运行使用成本非常高。

UPS 响应速度慢/IN-POWER

较好的离线式 UPS 响应速度一般 10 ~ 20ms,无法为敏感负荷提供及时保护响应。

对设备维护人员要求较高/IN-POWER

UPS 的运行维护对设备维护人员要求较高,大大增加运维人员工作量,如:需要定期对其电池进行充放电,定期检测电池状态等。

成本非常高/IN-POWER

UPS 每 2 ~ 3 年需要全部更换电池,费用不菲。

对运行环境要求较高/IN-POWER

UPS 对运行环境要求较高,一般要求 26 摄氏度左右恒温运行,且通风良好。增加了额外的制冷费用。

占地面积较大/IN-POWER

UPS 占地面积较大,不适合工厂电力改造工作。

02#

 

 

 

AVC方案

AVC solution

INPAVC主要由一个储能元件、逆变器、切换开关、旁路组成,串联在供电电源和受保护的负载之间,一旦发现供电电压偏离额定电压水平,INPAVC会立即切断输入侧电源,同时从装置自带的储能器件中吸取所需的能量,通过三相桥式逆变电路系统产生一个与电网电压大小、相位均相同的电压注入系统,短时为负载提供质量合格的电能。

 

AVC设备,主要应用于大规模复杂生产线或其敏感系统环节保护的场合,是为了有效防止电压波动对负荷影响而诞生的一款设备,主要用于治理电压暂降、电压暂升及短时断电等电能质量问题,动态电压恢复器定位是作为UPS的替代品,有UPS的工业供电场合都可以替换为动态电压恢复器。动态电压恢复器相比于UPS 的优点明显。INPAVC损耗低,效率大于99%;现场工作环境温度可达50℃;输出波形畸变率小于3%;免维护、免值守、无污染。动态电压恢复器响应时间≤1ms,治理电压幅值0-130%,全电压全功率治理;

 

AVC采用超级电容设备作为储能元件,摒弃了传统的电池元件。通过将超级电容设备中的直流电压逆变成特定的工频正弦交流电压并联注入系统线路的方式,快速对负载提供完整的电源供应,从而保障了系统可靠性。相较于铅酸蓄电池而言,超级电容有以下优点:

1.充电速度快。充满其额定容量的95%以上仅需10s~10min;

2.循环寿命长。品质优良的超级电容深度充放电循环可达100万次;

3.能量转换效率高。大电流能量循环效率>90%;

4. 高充放电效率。由于内阻很小,所以充放电损耗也很小,具有较高的充放电效率,可达90%以上;

5.温度范围宽。达-40~+70℃。超级电容器电极材料的反应速率受温度影响不大;

6.安装动态电压恢复器,可以提高供电稳定性,有效保证设备的持续运行,并在源头上解决供电系统中电压暂升、电压暂降、短时中断、瞬时扰动、电压的幅值波动等电能质量问题,保证工艺设备免受电压暂降的危害。当系统发生电压暂降时,INPAVC动态电压恢复器为变频器提供视在功率补偿,稳定敏感负荷交流侧输入电压。

03#

 

 

 

英博INPAVC&UPS对比

Comparison between INPAVC and UPS

 

关于我们

 

北京英博电气股份有限公司成立于2004年3月,是一家高新技术企业,公司总部设立在北京市中关村高新技术产业园,目前在全国设有2个研发中心、3个全资及控股子公司和25个办事处/销售网点,构建了覆盖全国的营销和服务网络,涵盖电能质量和储能系统两大业务板块,其中储能系统主要有30~215kW组串式储能变流器、500~2500kW集中式储能变流器、1000~5000kW升压一体舱、并离网切换柜、户外柜储能系统以及储能项目EPC总包服务等。公司已取得自主知识产权(含受理)260+项,发明专利(含受理)40+项,软件著作权(含受理)80+项,拥有电力电子平台及新能源产品的研发、系统集成及电力系统应用经验。公司自2014年进入储能行业,先后获得第三方权威机构“2020年国内中大功率PCS出货前十”、“2022年中国储能产业最佳PCS供应商”、“2022年中国企业全球中大功率PCS出货前十”、“2023年国内PCS出货量排名前十”等荣誉。了解更多英博电气,欢迎您访问英博电气官方网站:www.in-power.net 。