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HYPERLINK"http://www.chinabyte.com/keyword/模块/"模块化HYPERLINK"http://www.chinabyte.com/keyword/UPS/"UPS的可靠性、可用性、HYPERLINK"http://www.chinabyte.com/keyword/节能/"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198V~292V，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AC165V~AC264V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HYPERLINK"http://server.chinabyte.com/"服务器机柜内部的风机和部分显示器不适用;
对HYPERLINK"http://www.chinabyte.com/keyword/机房/"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
HYPERLINK"http://telecom.chinabyte.com/"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100V~150V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，完全依赖于对地绝缘监测装置，存在误报或漏报的