很多ups系列都号称可以兼容锂电池,但实际上有较大差异。一种兼容是把锂电池当普通铅酸电池用。这种兼容没有任何意义,花了锂电池的价格只享受到铅酸电池的好处,得不偿失。
而另外一种兼容是把锂电池当锂电池用,真正利用锂电池的特点,发挥其优势。锂电池相比于铅酸蓄电池在电气性能方面的优点是:可快充,可快放,循环寿命高达6000~10000次。
①快放。电池的容量是基于放电时间的。传统铅酸电池100ah一般是基于20h放电。在大功率ups一般要求的15min延时时间下,100ah铅酸电池只能放出约30ah的容量,而100ah锂电池可以放出90ah容量。很明显,大功率ups常用的5~30min延时时间范围,是锂电池的天下,只需要配置铅酸电池25%~40%的容量即可达到同样的延时时间。这种情况下,锂电池系统的价格甚至会有优势,如果与胶体电池比,锂电池价格更加明显。
②快充。为更好的与锂电池进行兼容配套,新型的ups充电功率从传统的10%~20%大幅度提升到35%、40%,甚至较高可达80%。这增加了ups充电器和整流器的成本,但可以使得锂电池在一天内可多次快速充放电,以达到利用峰谷电价差节省运行电费成本的目的。普通ups充电功率不足,不能利用锂电池可以快充的特点。
③循环寿命6000~10000次。前面我们说过,正常情况下,即使每年人为增加2次电池充放电维护保养,每年电池的总放电次数也不过4次,12年下来不**过50次,铅酸蓄电池循环寿命500次完全满足要求。那这个锂电池6000次循环寿命还有必要吗?还有用吗?
大型数据中心可以很好的利用锂电池的6000~10000次循环寿命配合峰谷电价计费模式“挣钱”。这需要ups主机有峰谷运行的功能,即在电价为0.4元的谷底时给锂电池充电,在电价为1.5元的峰值时让锂电池放电,一来一回每度电电价差1.1元。
100ah12v电池能放出来的电量大约为1度电,如果每天两次充放电循环,刨去效率,刨去必须保有基本30%容量不能全部放光,保守估计100ah12v电池可以赚1.5元钱。
锂电池日历寿命为15年,在ups系统12年的生命周期过程中,需要365×2×12=8760(次)充放电循环,可以赚1.5×365×12=6570(元)。很明显,铅酸电池只有500次循环寿命,不能进行这种操作。
④专为colo行业研发的削峰功能。colo行业的用户,非常希望把变压器用足甚至用**,同样2000kva的变压器就可以带更多的it负载更多的机柜,赚更多的钱。但在传统ups系统中it负载的功率不能**过变压器的功率,否则就过载了。
由于it负载是一条变化的曲线,波峰时段可以比波谷负荷高10%~20%,为了让2000kva的变压器带更多的it平均负荷,又不能在it波峰时过载,施耐德开发出了ups削峰功能。1. 电解液为胶体吸附在玻璃纤维中
减少维护(不需要加水)
水平放置(供选择)
2. 回火保护装置和集成于电池盖上的排气系统
免除爆炸危险
3. 带有手柄的平滑电池盖
易于清洗的表面
易于提携
4. 集成端子、系统连接件
抗腐蚀性
即使在安装时也能防止短路现象的发生
5.使用寿命 大于12年(根据EUROBAT)
6.荷贝克蓄电池应用范围:
IT/电信 安全照明
电力供应、工业
配电柜 直流屏
而另外一种兼容是把锂电池当锂电池用,真正利用锂电池的特点,发挥其优势。锂电池相比于铅酸蓄电池在电气性能方面的优点是:可快充,可快放,循环寿命高达6000~10000次。
①快放。电池的容量是基于放电时间的。传统铅酸电池100ah一般是基于20h放电。在大功率ups一般要求的15min延时时间下,100ah铅酸电池只能放出约30ah的容量,而100ah锂电池可以放出90ah容量。很明显,大功率ups常用的5~30min延时时间范围,是锂电池的天下,只需要配置铅酸电池25%~40%的容量即可达到同样的延时时间。这种情况下,锂电池系统的价格甚至会有优势,如果与胶体电池比,锂电池价格更加明显。
广东德国荷贝克蓄电池OPZS12V100荷贝克蓄电池 固定式铅酸蓄电池的典型应用领域有发电站及电厂、铁路、变电站、太阳能、IT/电信、电力供应/工业、安全照明、应急电源、发动机启动/开关电源、信号设备和船上供电设备,UPS等。固定式铅酸蓄电池的特点和优点 耗水量较少 容量范围广使用寿命 循环次数多 无酸雾溢出,不腐 蚀其它设备 安全,可靠 维护简单,操作简单,直观内阻较小 自放电小 应用范围广松树蓄电池,荷贝克公司是一个专业生产工业用蓄电池为主的中型制造企业。公司于1927年由卡尔?措勒先生创办,位于北莱茵州的布里隆,目前已经成为欧洲*的四大蓄电池制造商之一。公司主要生产松树牌纤维式镍镉蓄电池和两大系列产品,荷贝克蓄电池主要应用于供电系统、邮电通信、铁路、太阳能、船舶、柴油机启动、电动叉车、汽车 核电站等。 荷贝克公司的组织结构为控股公司下辖铅酸蓄电池厂、碱性蓄电池厂、电池新技术研发中心、铅回收厂及各个海外子公司。各个蓄电池厂负责蓄电池的生产、研发、市场开拓与销售。华科得力荷贝克公司在世界各地设立了19个办事处,在法国、中国、美国等20个国家和地区设立了子公司。 荷贝克上海电源有限公司上海普陀区,是德国荷贝克公司在中国的独资公司,在行政、生产、质量管理、生产工艺、实验测试以及原材料的选购等方面,完全由德国荷贝克公司统一管理,符合国际ISO9001和ISO9002标准、德国DIN和中国GB标准。 中国公司目前的主要客户有:地铁方面有上海地铁一、二号线、广州地铁一号线机车、信号部分;电力系统有:连云港核电站、三峡工程二江电厂;北京长河机电有限公司、汕头自动化总厂、襄樊电厂、福州电厂;广州会展中心、 HOPPECKE蓄电池较早应用于中国电力/核电领域,作为电源系统解决方案和服务供应商,HOPPECKE已经成为中国电力行业建设高效、环保发电厂和提供相关服务的忠实伙伴。自1998年以来,已经为中国电力用户提供数十万只蓄电池。在诸多重大项目如:连云港田湾核电站、中国先进核反应堆、大亚湾核电站、三峡工程、引黄工程、彭水项目中,HOPPECKE都已成为蓄电池的主要供应商。 B、地铁/铁路 随着中国铁路/地铁行业的飞速发展,HOPPECKE蓄电池也广泛应用于该领域。青藏线高速列车,京沪高速铁路,上海、北京、广州、深圳、天津、武汉等城市的多条地铁,以及国外:越南、苏丹、巴基斯坦等国家的铁路建设项目中都有使用HOPPECKE蓄电池。在中国**条电气化高速铁路北京-天津项目中, HOPPECKE是蓄电池一的供应商。
所示为三电平逆变器功率器件的承压为400v,低于工频机。
四电平逆变器功率器件的承压为266v(见图6),远低于工频机的432v。
施耐德公司于2010年获得了四电平逆变器技术的**。该技术的运用,不但提高了逆变器的可用性,还提高了ups效率,达到96.5%。
那么是否五电平、六电平逆变器的可用性会更高呢,答案不是这样的,因为电平数越多,逆变器需要的功率器件的数量就越多,使得逆变器出故障的可能性增多。因此,需要在功率器件的耐压值和数量上找到合理的平衡。实践证明运行在**范围内的数万台四电平逆变器可用性大大优于传统的工频机。
3 新型物理架构的大功率并机系统
大型及**大型数据中心及半导体行业的用户,经常会搭建功率为1500kw及以上的ups系统,这就需要采用多台ups并联的系统架构。并机电气架构大家都知道有两种,多台ups直接并机,和公用静态旁路的多台ups并机。
而并机物理架构目前也发展出有两种。
如图7(a)所示并机物理结构1,为传统的多台单机通过外部配电柜和电缆进行并联,总共需要7个外部配电柜和多组电缆。每台ups都有外配的主输入、旁路输入、ups输出、电池回路等四把交直流断路器和四组交直流电缆,使得ups系统操作复杂造成可用性降低、配套的配电柜和电缆成本高、对现场施工环境要求高、对现场施工人员技术要求高、施工工期长。
为解决上述问题,必须采用新的集成化预制化的物理结构的并机系统。
如图7(b)所示位并机物理结构2,为多台功率柜和输入输出i/o柜通过外部主配电柜和主电缆进行并联,总共需要4个配电柜和少量电缆。每台ups功率柜内部集成了自动控制的接触器和熔断器,内部还集成和预制了主输入、旁路输入、主输出和电池母线的铜排背板与公共的i/o柜连接,每台ups不再需要外配四把分断路器和四组分电缆。
新型的并机物理结构简化了整个ups系统,简化了开关机操作,铜排连接使得输出阻抗一致性高,这些特点都有利于提高ups系统的可用性。
新型的并机在电气架构上还包括了公用的1500kw静态旁路,这种电气架构早就被证明可用性**普通的多台ups直接并机的电气架构。减少了外部配套的配电柜和电缆。
新型的并机物理结构其实也是模块化的并机架构,可以根据用户需求增减功率柜,目前市场上的功率柜一般为200~300kw。灵活性与适应性更高。
施耐德公司较早于2003年在单系统较大可达1600kw的mw系列ups使用了类似的并机物理架构,并于2016年改良后运用到了单系统较大可达1500kwn+1的vx系列ups产品上。
4 兼容锂电池,让锂电池帮我们赚钱
计算可知,由于普通铅酸蓄电池大约每3~4年更换一次,在三相大功率ups系统10~12年全生命周期过程中,用户花在电池系统上面的钱甚至**过ups主机。事实上ups每秒钟都在使用都在出力都在发挥价值,而电池一年只有1.22次放电机会,而且放电时间可能只有几分钟(在配套发电机系统的情况下)。可见传统模式下,我们对电池系统的利用太低了。
由于电动汽车和储能行业的驱动,2019年锂电池的成本已经降低到1.1~1.4元/wh,而铅酸电池的成本为0.7元/wh。在可见的1~2年内,锂电池的价格将会与铅酸电池齐平。
很多ups系列都号称可以兼容锂电池,但实际上有较大差异。一种兼容是把锂电池当普通铅酸电池用。这种兼容没有任何意义,花了锂电池的价格只享受到铅酸电池的好处,得不偿失。
而另外一种兼容是把锂电池当锂电池用,真正利用锂电池的特点,发挥其优势。锂电池相比于铅酸蓄电池在电气性能方面的优点是:可快充,可快放,循环寿命高达6000~10000次。
①快放。电池的容量是基于放电时间的。传统铅酸电池100ah一般是基于20h放电。在大功率ups一般要求的15min延时时间下,100ah铅酸电池只能放出约30ah的容量,而100ah锂电池可以放出90ah容量。很明显,大功率ups常用的5~30min延时时间范围,是锂电池的天下,只需要配置铅酸电池25%~40%的容量即可达到同样的延时时间。这种情况下,锂电池系统的价格甚至会有优势,如果与胶体电池比,锂电池价格更加明显。
②快充。为更好的与锂电池进行兼容配套,新型的ups充电功率从传统的10%~20%大幅度提升到35%、40%,甚至较高可达80%。这增加了ups充电器和整流器的成本,但可以使得锂电池在一天内可多次快速充放电,以达到利用峰谷电价差节省运行电费成本的目的。普通ups充电功率不足,不能利用锂电池可以快充的特点。
③循环寿命6000~10000次。前面我们说过,正常情况下,即使每年人为增加2次电池充放电维护保养,每年电池的总放电次数也不过4次,12年下来不**过50次,铅酸蓄电池循环寿命500次完全满足要求。那这个锂电池6000次循环寿命还有必要吗?还有用吗?
大型数据中心可以很好的利用锂电池的6000~10000次循环寿命配合峰谷电价计费模式“挣钱”。这需要ups主机有峰谷运行的功能,即在电价为0.4元的谷底时给锂电池充电,在电价为1.5元的峰值时让锂电池放电,一来一回每度电电价差1.1元。
100ah12v电池能放出来的电量大约为1度电,如果每天两次充放电循环,刨去效率,刨去必须保有基本30%容量不能全部放光,保守估计100ah12v电池可以赚1.5元钱。
锂电池日历寿命为15年,在ups系统12年的生命周期过程中,需要365×2×12=8760(次)充放电循环,可以赚1.5×365×12=6570(元)。很明显,铅酸电池只有500次循环寿命,不能进行这种操作。
④专为colo行业研发的削峰功能。colo行业的用户,非常希望把变压器用足甚至用**,同样2000kva的变压器就可以带更多的it负载更多的机柜,赚更多的钱。但在传统ups系统中it负载的功率不能**过变压器的功率,否则就过载了。
由于it负载是一条变化的曲线,波峰时段可以比波谷负荷高10%~20%,为了让2000kva的变压器带更多的it平均负荷,又不能在it波峰时过载,施耐德开发出了ups削峰功能。