)IGBT整流:IGBT数字化整流将整流与功率因数校正功能相结合,利用IGBT的优良特性,通过DSP控制技术,达到输入电压、电流完全同相位正弦化,从而达到消除谐波的目的。其优点是:体积小、重量轻;输入功率因数接近1;总谐波含量小于3%,整机效率高。缺点是:器件要求较高;控制技术复杂。
表4是目前UPS通过各种治理方式可达到的治理效果。
2.3 效率
UPS是常年不间断运行的设备,因此,UPS的整机效率是最直接的节能因素。效率每提高一个百分点,每年运行下来的节能效果就非常可观。
以一台400kVA UPS运行一年为例:若UPS系统效率为0.94,每年消耗的电量:400kVA×0.9(负载功率因数)×24(h)×365(天)/0.94=3504000kWh。若UPS系统效率为0.93,每年消耗的电量:400kVA×0.9(负载功率因数)×24(h)×365(天)/0.93=3541677kWh。效率每提高1%,UPS每年节电:354=37677kWh。同时,若以3:1的能效比来考虑,空调系统会因此节电37677/3=12559kWh
UPS效率应关注的几方面因素:
(1)UPS效率是负载率的函数
图5 UPS效率与负载的关系
由图5可见,UPS的效率与负载率紧密相关。负载率在50%～75%时,可获得最高的系统效率;负载率低于40%时,UPS的效率有较大的下降。因此,根据实际负载的大小,合理选择UPS的容量是UPS系统节能的首要条件。
(2)关注系统的效率
UPS系统效率,不仅仅指UPS主机本身的效率,还应该包括其辅助设备,例如,为抑制谐波而增加的输入滤波装置,为形成独立的供电系统而增加的隔离变压器等,如图6所示。这些辅助设备均有能耗,应计入系统效率。
图6 影响系统效率的环节
市面上的各种UPS,由于拓扑结构不同或采用的技术不同,在配置上有很大的差别。如采用IGBT整流的UPS,无需增加任何滤波装置,即可满足系统对功率因数和谐波电流畸变的要求。而6脉冲整流的UPS必须增加有源或无源滤波器,才能满足系统的要求。因此,不能片面地比较这两台UPS本机的效率,而应该将滤波器对效率的影响计入后进行比较。同理,在系统需要隔离时,应该将高频机(无输出变压器)的效率减去变压器的能耗后,再与工频机(有输出变压器)的效率比较。
(3)UPS系统节能管理功能
除了UPS本身的效率外，另外一个影响UPS系统运行效率的因素是：UPS是否具有节能管理功能。
增加系统的冗余度,可提高系统可靠性;而冗余度的加大使系统的负载率下降,从而导致UPS系统效率的下降。表5是不同可靠性等级下UPS系统的运行效率。