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低碳经济时代下的工频与高频之争

  近日,一则紫金矿业污水渗漏的消息传出,环保问题无疑成为人们瞩目的焦点。在全世界经济走入低碳经济时代,中国经济进入调整结构的转型时期,节能环保无疑是近年来,乃至未来十年内企业都不能忽视的重要问题。在低碳经济时代下,节能环保无疑是企业不可推卸的社会责任,同时也是企业要取得长效持续发展的必由之路。

  在数据中心机房领域,各个行业用户也越来越重视到数据中心的节能环保问题。但在我们传统的印象中,UPS产品一直给人以低可用性、低可靠性和高效低能的印象,传统UPS的这些表现显然与目前时代下节能环保的要求相去甚远。而随着高频机UPS技术的不断发展以及产品应用的不断扩展,我们似乎看到了高频机UPS在节能环保方面给数据中心机房带来的希望。

  所谓高频机UPS指的是输入输出电路都工作在20kHz以上,且没有输出变压器电路的UPS。而传统的工频UPS由晶闸管整流器、IGBT逆变器、旁路和工频隔离变压器组成因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频UPS。从UPS技术的发展趋势来看,目前高频机UPS与工频机UPS相比具有以下一些优势:输入功率因数高、本身功耗小、对外干扰小、体积小、重量轻、全数字技术、对电网的适应能力强等。

  其中,高频机在节能环保方面的优势是无可比拟的,这恰恰符合了低碳经济时代下的发展要求。首先,高频机UPS的节能效果十分显著,根据ICTresearch的研究显示,目前主流厂商的高频机UPS的输入功率因素已经能达到0.95甚至更高,而传统工频UPS的功率因数一般在0.8左右,如果拿100Kva 的高频机UPS比同容量的工频机UPS每年至少节约5万度电左右。同时,对于大型机房而言,通过对多台工频机并联来实现机房的供电,那将会占用更大的机房面积,产生更多的电力消耗,而使用大功率的高频机UPS的节点效果更加明显。其次,在环保方面,高频机UPS也有不少的亮点。根据ICTresearch的研究,工频UPS产生的谐波电流在30%左右,而高频UPS产生的谐波电流在5%以下,显然工频机UPS对电网造成的影响更大,同时为了解决谐波问题,需要加装更多的谐波滤波器或相应的其他设备,而高频机UPS在谐波的控制上有很大的优势。同时,工频机UPS产生的噪声较大,而高频机UPS在噪声方面有很大的改进。

  不难看出,高频机UPS在节能环保方面具有一点的技术优势,但高频机UPS尤其是大功率的高频机UPS也有自身的一些劣势。由于工频机UPS采用的是晶闸管整流器而高频机UPS产用的功率器件是IGBT,由于IGBT功率器件的自身特点使得在可靠性方面,IGBT一直比晶闸管差。根据我们的大量数据统计研究,采用晶闸管的整流器故障率远远低于IGBT整流器的故障率,前者大约为后者的1/4左右。因此在大功率UPS产品中,工频机UPS在可靠性方面还是有其自身的优势。

  就目前工频机UPS和高频机UPS技术的发展来看,ICTresearch认为,在单机容量200Kva以下的高频机UPS产品已经体现出较大优势,尤其是在节能减排方面有更好的表现;而200Kva以上容量的UPS产品中,工频机仍然有一定优势,但经过多年了UPS厂商的不断努力,大功率的高频机UPS产品已经越来越完善,比如伊顿公司的高频机UPS单机容量已经做到1200Kva,而且故障率已经大幅降低完全可以和同级别的工频机抗衡,可靠性也得到了极大的提高。笔者认为,在全球经济在低碳经济时代的大背景下,节能减排已经成为不可扭转的大势所趋,唯有符合未来经济发展趋势,更加节能、更加环保的UPS技术和产品才能在未来的竞争中占有优势的地位。

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