2013年UPS行業技術水平與發展特點

      1、UPS 行業技術水平

     UPS 產品技術主要包括電流變換技術、自動控制技術、蓄電池技術等三個方面，其中以電流變換技術為核心。隨著UPS 產品需求持續增加、市場競爭日趨激烈，生產廠商針對不用行業用戶的具體情況不斷加大新技術研發與成熟技術改良升級的力度，朝著高頻、高效、節能減排的方向發展。

     （1）電流變換技術

     電力電子器件的發展推動電流變換技術的不斷更新，目前在UPS 產品中使用的電力電子器件有電力晶體管GTR、金屬氧化物半導體場效應管MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管IGBT 等，其中IGBT 兼具GTR 與MOSFET 的特點，擁有效率高、可靠性高、開關切換時間短、抗沖擊能力強、功率容量大、導通電壓低、通態電流大、綠色節能環保等優勢，因此已成為UPS 產品功率設計的首選器件。新型電力電子器件的應用需要UPS 制造商更新電流變換控制技術，以適應市場的發展。

     （2）自動控制技術

     數字控制已成為UPS 控制技術發展的主流，具有精度高，抗干擾能力強，易于實現對UPS 的遙控遙測、故障診斷、隔離以及對儲能蓄電池的監控管理等優點，從而使UPS 達到最佳的智能運行狀態。

     采用數字信號處理器DSP 的自動控制技術是數字控制技術的核心，用于保證UPS 輸出電壓的質量，即保證輸出電壓、頻率與輸出電壓波形滿足實際應用中技術指標的要求，同時實現UPS 的初始自檢、運行自檢，便于進行及時的故障保護與隔離。DSP 自動控制技術的靈活性使UPS 控制器的硬件電路更為標準，簡化了生產、使用及維修，也大幅提高了工作可靠性。

     （3）蓄電池技術

     UPS 的性能最終取決于其蓄電池，一旦電池失效，再先進的UPS 也無法工作。目前，UPS 一般都使用免維護密封鉛酸蓄電池，其采用的陰極吸收式密封技術克服了普通蓄電池需要定期補水的缺陷，具有免維護、使用方便、無污染環境、體積小、重量輕等優點。此外，免維護密封鉛酸蓄電池使用的高氫過電位板柵材料減少了存放和充電過程中的氣體分解，正極表面的超細玻璃纖維膜阻止了活性物質脫落，有效提高了電池的使用壽命。

     總體而言，由于在研發與創新方面投入不夠，國內UPS 行業技術水平相較國外仍存在明顯的差距。

     2、UPS 行業技術發展特點

     （1）高效率、高可靠性

     由于IT 設備不斷增多、用電量加劇、機房面積緊張、低耗節能需求等客觀因素的存在，高效率、高可靠性的UPS 技術倍受關注。為提高UPS 運行效率，高性能電力電子器件不斷被研發成功并投入實際應用，如IGBT、MOSFET、GTR、智能功率模塊IPM、MOS 控制晶閘管MCT 等，變流技術也需要隨著電力電子器件而更新。此外，業界正逐步推廣UPS 內部多模塊冗余并聯運行、甚至多臺UPS 組成的系統冗余運行技術，在并聯運行中，當單一模塊或單機發生故障時，其功能則自動轉由冗余單元承擔，大大提高了UPS 供電系統的可靠性。

     （2）大功率化、模塊化

     由于IT 行業迅猛發展，數據中心的數據量也在以爆炸式的速度持續增長，隨之而來功率消耗增大。UPS 一方面朝著更大功率的方向發展，另一方面為應對不間斷電源容量分期擴充的需求，產品模塊化已是不可阻擋的趨勢。更個性化的用戶需求、更龐大的數據中心規模及更高的維護成本使得UPS 已不再是單純的不間斷供電設備，針對不同行業領域的全套電源供應與管理解決方案才將倍受市場青睞。

     行業內針對模塊化UPS 解決方案基本形成了兩個方向：一是單機冗余化，即通過多模塊冗余并聯構成大功率單相或者三相UPS，其可用性指標得到了質的飛躍；二是全模塊化結構，即一個模塊是一臺完整的UPS，通過冗余并聯直接構成中等功率UPS，在兼顧可用性指標的同時還具有良好的性價比。

     （3）高頻化

     相比傳統的工頻UPS，高頻UPS 采用功率因數校正和高頻軟開關技術，省去了工頻電能轉換環節，因此運行效率更高、對電網的諧波污染及無功消耗極小，完全能夠滿足國內外相關電力行業的標準要求。此外，高頻電能變換裝置在減小磁性部件體積和重量、降低制造成本、遏制運行噪音、節能環保等方面效果顯著，因此越來越受到用戶認可。目前國內外主流廠商已逐步建立起完整的產品線，相繼推出了高頻大功率UPS 產品，功率覆蓋10KVA 到300KVA，成為UPS 技術發展的潮流。

     （4）數字化、智能化、網絡化

     數字化技術的優勢在當今信息社會中愈加明顯。在UPS 產品的研發和制造過程中采用全數字化技術可有效縮小產品體積、降低生產成本、提高產品的可靠性及針對用戶需求的匹配性；而數字化控制技術則會在UPS 系統運行過程中準確及時地進行信號采樣、處理、控制（包括電壓電流環等）、通信等工作，并將各環節的控制參數優化統一后發送給UPS 綜合控制單元，從而使UPS 系統的運行更具效率，實現更簡單、更穩定的通信與均流，并獲取優良的電磁兼容指標。智能化主要貫穿于UPS 系統的控制、檢測與通信過程中，完全由計算機管理。計算機及其外設能自主應付一些可預見的問題，進行自動處理和調整，發出預警、告警信息等。

     通信設施所處環境日趨復雜，增大了維護難度，對電源設備的網絡化監控管理提出了新的要求。網絡化技術可通過對UPS 配置與計算機互連的軟硬件接口實現計算機網絡系統及數據資料的雙重保護、網絡遠程事件記錄和監測控制、故障告警、參數自動測試分析等功能，使維護人員更為輕松、安全、高效地通過互聯網進行數據查詢、控制等維護工作。

     （5）綠色、節能、環保

     在世界能源格局變化加劇，國際油價劇烈震蕩，全球能源供應緊張的形勢下，節能環保已成為UPS 廠商進行產品技術創新的指導原則。對UPS 而言，輸入功率因數的高低表明其吸收電網有功功率的能力及對電網影響的程度。降低電源的輸入諧波，不但能改善UPS 對電網的負載特性，減少給電網帶來的嚴重污染，也能降低對其他網絡設備的諧波干擾。目前已有許多UPS 廠商推出的產品功率因數接近1，可最大限度地減少無功功率的消耗。