当系统输入电压正常时,DVR工作在电子旁路状态,只有发生电压暂降的情况下进行补偿,因此DVR具有能耗小的显著特点。效率通常可达99%以上;UPS不间断电源在线工作,不论市电是否正常,它都一直由逆变器供电,即按照“市电输入、整流、逆变、输出”的顺序进行,不考虑蓄电池损耗的理想情况下,可达92%左右。以集成电路行业常用的800kVA的UPS设备及DVR设备为例,在十年生命周期内,电费按照0.8元/kWH计算,总计可节省电费278.7万元,若考虑直流储能部件更换费用的话,可节约307.2万元,具体对比分析,见表1。
3 治理对象
UPS的主要功能为短时不间断及改善电能质量,在不间断电源中,可以说蓄电池是UPS系统的后备时间支柱,没有电池的UPS只能称作稳压稳频(CVCF)电源,没有实际应用价值。在市电异常时,逆变器直接将蓄电池的化学能变成交流电能输送出去,使用电设备得以连续运行。通常在失去外部电源后,依赖配置不同容量的蓄电池,UPS还可以维持十几分钟至几十个小时的供电。UPS非常适合计算机重要数据备份及维持金融系统运行的场合。反观DVR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,不间断能力较弱,通常只能维持秒级的后备使用。
4 储能器件
目前UPS电源中广泛使用的免维护密封铅酸蓄电池,存在实际维修成本较高,一般正常使用的UPS,其电池实际使用寿命在5年左右。除成本之外,电池作为储能元件还有如下几点需要考虑:
①需在适宜的环境温度中工作;影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度,虽然温度的升高对电池放电能力有所提高,但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验检测,电池在20~25℃下工作为宜,超过25℃,每升高10℃,电池的寿命就要缩短一半。
②UPS电源中的浮充电压和放电电压,在出厂时均已设定为额定值,而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的,使用中应合理调节负载,比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下,负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内,电池的放电电流不会出现过度放电。UPS因长期与市电相连,在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中,蓄电池会长期处于浮充电状态,日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低,加速老化而缩短使用寿命。因此,一般每隔2~3个月应完全放电一次,放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后,按规定再充电8h以上。