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內容描述：	縱觀UPS的發展歷史，由動態到靜態、由工頻到高頻、由低指標到高性能 ……，短短幾十年發生了巨大的變化，是什么原因促使它這樣發展變化呢
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* 所屬類別： (不超過20項)	電源產品分類： UPS電源穩壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發電機組開關電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫療電源家電電源便攜式電源充電機(器) 勵磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測變壓器傳感器軸流風機電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽能(光伏發電) 風能發電潮汐發電水利發電燃料電池其他類：其他
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* 內容：	<P align=right>——中達電通UPS產品開發處  張彥和 </P> <P>   <STRONG> 引  言：人們對UPS需求的改變引導著UPS不斷地發展變化，現階段智能、容錯是UPS的發展趨勢。</STRONG></P> <P>    縱觀UPS的發展歷史，由動態到靜態、由工頻到高頻、由低指標到高性能 ……，短短幾十年發生了巨大的變化，是什么原因促使它這樣發展變化呢?  </P> <P>    首先，人們的需求是UPS發展變化的原動力，需求的變化決定著UPS的發展方向。當市電頻繁中斷，使生產無法正常進行時，人們需求一種不斷電的裝置，于是出現了初級的動態式UPS；當UPS的使用場所和應用范圍發生變化時，人們需求一種更輕便、更靜音的UPS，于是出現了靜態式的工頻UPS；當人們越來越追求效益、越來越重視節能環保時，人們需求效率更高、節能指標更好的UPS，于是出現了高頻UPS …… </P> <P>    其次，技術進步和元器件的更新換代是UPS發展變化的客觀保障。IGBT、高性能磁性器件、CPU、DSP等功率和控制組件的出現，以及PFC、PWM波等控制技術的成熟和廣泛應用，使UPS的高功率密度、高效率、低成本、低污染等特性得以實現。 </P> <P>    第三，計算機和網絡技術的高速發展使UPS的需求量快速膨脹，這為UPS的發展變化提供了難得的歷史機遇。 </P> <P>    這三者之間相互作用，共同促進UPS的快速發展，但其中最重要、起決定性作用的因素還是人們的需求，離開了需求，技術再高，元器件再好，人們也不一定會想到將其應用到UPS中去，即便是應用了也不一定會得到市場的廣泛采用。總之，沒有需求就沒有市場，人們的需求變化引導著UPS的發展趨勢。 </P> <P><STRONG>    那么現階段人們需要什么樣的UPS呢？ </STRONG></P> <P><STRONG>    經調查，目前人們對UPS的需求主要集中在以下五個方面:</STRONG> </P> <P>    1.要求可靠，有沒有從來不壞的？ </P> <P>    2.強調可用，有沒有壞了馬上就能修好的？ </P> <P>    3.需要擴容，有沒有不加限制配置靈活的？ </P> <P>    4.投入運行，有沒有成本比別人都低的？ </P> <P>    5.強化管理，有沒有功能實用實施簡便的？ </P> <P>    其實，這五個方面基本可歸納為兩點----智能、容錯。 </P> <P>    人們最重視UPS的可靠性，那么有沒有從來不壞的UPS呢？沒有！不僅沒有，和整個供電系統的其它環節比較起來，UPS還是最容易壞、最不可靠的。 </P> <P>    來自IEEE（美國電氣與電子工程師協會）的一組數據顯示：電池的MTBF（平均無故障時間）是1402524小時，斷路器的MTBF是2502878小時，接線端子的MTBF是22993791小時，而帶靜態旁路UPS的MTBF只有156362小時，也就是15萬多小時，比系統中的電池、斷路器、接線端子等環節都低�？赡苡腥藭f，15萬小時相當于20年的時間，可靠性已經很高了呀！其實，MTBF雖然科學，但是不可信，因為它無法測量,僅代表設備的平均無故障時間，而每次發生故障的具體時間是不確定的，即使是MTBF為20年的設備，也可能在開機運行的第一周就發生故障。  </P> <P>    既然沒有從來不壞的UPS，那么人們就只能退而求其次了：能不能使UPS故障后對負載的影響達到最小，甚至沒有影響呢？能不能使故障UPS快速修復呢？為了滿足第一個需要，人們采用了串聯熱備份、1+1或者N+1并聯冗余，雙總線甚至三總線等復雜的系統解決方案。其實，方案越是復雜，故障點就越多，系統故障率也就越高，人們花巨資設法建立復雜UPS系統的目的就是為了提高系統的容錯性。 </P> <P>    容錯是一種能力，即UPS能夠容忍故障的能力。最能體現UPS容錯能力的指標是可用性，可用性衡量的是系統提供持續服務的能力，對于可用性高的UPS系統，當UPS發生故障時,不會影響系統的繼續運行，并且可以快速修復。隨著信息化的發展，人們對供電要求越來越高，一年365天*24小時不能斷電，所以對UPS的需求也正在由可靠性向可用性轉變�？捎眯缘墓饺缦拢� </P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/2010/201009/20100909135423821.jpg" border=0></P> <P>    從公式中可以看出，要想提高可用性就必須提高UPS的平均無故障時間（MTBF）或者降低UPS的平均維護時間(MTTR)。實際上要想提高UPS單機系統的可靠性是很困難的，它受到很多因素的制約。而通過降低UPS的平均維護時間(MTTR) 提高UPS的可用性卻是很有效的。 </P> <P>    容錯的核心是系統內部資源冗余，而資源冗余的技術支撐是模塊化。串聯熱備份、并聯冗余，雙總線甚至三總線等方案正是通過各UPS間的相互冗余達到系統容錯的。但是為達到這一目的所付出的采購、運營和維護成本等代價也是昂貴的，并且即便如此，仍然不一定滿足人們對“故障UPS快速修復”的需求，因為這些系統的模塊化程度還不夠高。以臺達海福（HIFT）系列UPS為例，真正的模塊化UPS在容錯方面具備下述優點： </P> <P>    1.最高的系統可靠性。當UPS容量一定時，負載越輕，模塊冗余的數量越多，而等容量的單機或者1+1并機是無法隨負載變化而提高系統冗余度的。例如，對于由5個20kVA模塊組成的4+1冗余模塊UPS，當負載只有75%時，系統配置就變成了3+2，此時其可靠性比同容量配置的1+1并機系統高出20倍。 </P> <P>    2.最快的修復時間。在N+X的冗余模式下，可以在線更換故障模塊，系統修復時間完全可控，不會影響系統的正常運行， MTTR接近于0。 不僅如此，模塊標準化的返廠維修還可以降低“再發生故障率500-2000倍。</P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/2010/201009/20100909135648852.jpg" border=0> </P> <P>    從以上兩點結合可用性公式可以看出，模塊化UPS具有最高的可用性，也就是說其容錯能力最強。具有低成本、高效率、高可靠性，并且能夠快速修復的容錯性UPS必將成為UPS的發展趨勢。{$page$}        <STRONG>在目前的實際應用中，UPS容量的過度配置已經成為常態，甚至30kVA的負載配置160kVA的UPS都不足為奇，這主要是因為以下幾點：</STRONG> </P> <P>    1．負載擴容較快，如果設計人員設計了在一開始容量就不足的UPS，其犯的錯誤是不可饒恕的。 </P> <P>    2．在設備運行期間增加UPS容量的成本非常高。 </P> <P>    3. 在設備運行期間增加容量會造成嚴重的、無法估量的停機風險。 </P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/2010/201009/20100909135740726.jpg" border=0></P> <P>    過度配置給用戶帶來的成本是巨大的，這不僅僅體現在初期的購置成本上，還體現在其它的一些相關方面。比如空調的購置成本、運營成本、設備的安裝成本、資金的時間成本等等。模塊化UPS可以隨著業務的增長逐步擴容，最大限度地節省資源。能夠不加限制地靈活擴容這一智能特性正成為人們對UPS的需求之一。 </P> <P>    除了初裝成本，人們對UPS的運營成本同樣關注，這一點主要體現在UPS的效率上。  </P> <P>    因為UPS的效率高低不僅決定了自身耗電的多少，還直接影響到制冷成本。節能降耗是當今世界的熱門話題，很多行業或單位已經制定了節能減排的硬指標，能夠低排高效地運行這一智能特性也已成為人們對UPS的重要需求之一。 </P> <P>    在節能減排方面，臺達的海福（HIFT）系列UPS做的也特別優秀，我們不妨以此為例加以說明。當負載在15%時，海福UPS的整機效率已經超過90%，當負載在27%時，它的整機效率已經達到94%。輕載高效是一個非常實用的智能特色，因為UPS在大多數情況下都工作在較低的負載狀態下，它能給用戶帶來的好處可通過以下例子看出來。 </P> <P>    <STRONG>假設UPS功率為120kVA，帶載30%，那么單臺UPS每年的耗電量如下表：</STRONG></P> <P align=center><STRONG><IMG style="WIDTH: 557px; HEIGHT: 127px" height=127 src="/uploadfile/newspic/2010/201009/20100909140156508.jpg" width=589 border=0> </STRONG></P> <P>    從中可以看出，效率為94%的海福系列UPS與效率只有88%的普通UPS相比，每年可以節省近2萬度電，若以一度電1.8元計算，每年可以節省近4萬元人民幣，而這還沒有計算因UPS效率提高而節省下來的制冷費用。 所以說是效率一小步，節能一大步。 </P> <P>    目前，UPS的管理功能也越來越受到人們的重視,因為人員的成本越來越高，UPS的管理功能是否智能直接影響到設備運營成本的高低，甚至會直接威脅到系統的安全。一條地鐵線二十幾個站，不可能在每個站都放一個維護人員，青藏鐵路海拔四五千米以上，不可能在那里長期派人值守，所以說UPS的智能管理功能已變的非常重要。 </P> <P>    UPS的管理功能不只是UPS對于自身的管理功能，還包括UPS對機房動力環境監控的管理功能,包括機房內的溫濕度、門禁、煙霧、火警等等。目前能夠實現自身管理功能的UPS已經非常普遍，機房的動力環境監控也可通過專門的動力環境監控系統實現，然而復雜而又昂貴的專用監控系統是人們難以接受的，智能的機房動力環境監控功能是人們對UPS的又一需求。 </P> <P align=center><IMG style="WIDTH: 539px; HEIGHT: 189px" height=189 src="/uploadfile/newspic/2010/201009/20100909140216442.jpg" width=569 border=0></P> <P>    總之，隨著人們需求的變化，可快速修復的容錯能力以及包括擴容方便、運行高效、管理全面的智能特性必將成為UPS的發展趨勢。 在這方面臺達的海福（HIFT）系列UPS走在了所有品牌UPS的前面，它緊貼客戶需求，定位明確，可插拔更換修復和冗余配置的模塊化系統達到了UPS可用性的最高級別，重點強調最快的系統修復時間、最高的可靠性、最經濟的投資策略、最低的運行成本以及最全面的動環監管，集中體現了客戶的核心價值，是一款名副其實的高智能容錯的UPS�！�</P>