第一篇
　　
　　ActivePower飞轮UPS优势详解
　　
　　随着IT技术的发展，特别是云计算的兴起，做为基础物理设施的供电系统，其设计理念和配置方法也在发生着明显的变化。更短的后备时间成为数据中心建设者一致关心的话题。ActivePower公司生产的飞轮UPS在节能与维护等方面的诸多优势，使之在数据中心广泛使用。那么，飞轮UPS到底有何优势呢？下面我们将进行详细的分析。

　　
　　系统可靠性提高7倍
　　
　　飞轮UPS整个系统不含蓄电池原件；而传统蓄电池，是供电系统中90%以上系统故障的来源。ActivePower
　　
　　系统采用的CSUPS设备，提供一套全面的、完整的、准确的时时监控系统（CSView）；可以时时监控系统的运行、健康状况，同时还可以准确的计算出瞬时系统的储能状况；因此，CSUPS系统较传统系统,其可故障隐患发生率低7倍，系统可靠性大大提升。
　　
　　除此之外，ActivePower还推出了专利产品GenSTART；为发电机提供高达1725安培（24VDC）的冷启动电流；能够在50°C温度下正常工作；提高发电机启动成功率达50倍。
　　
　　超大的过载能力（系统能承受超过10倍的过载）
　　
　　系统核心设备CSUPS为在线互动式结构，其主回路上未设有主要的逆变设备，如原理图（下图）所示：T路上逆变器承受电流约为主路电流的1/10，大大降低了逆变器的故障率，延长了使用寿命
　　
　　传统双变换UPS比较，设备能承受超过10倍额定值的过载，30秒过载@200%负载；可广泛应用于电机类负载及冲击较大的场合。
　　
　　突出的经济性，TCO节约60%以上
　　
　　飞轮储能系统因其自身结构紧凑，高效节能，无蓄电池储能原件等特点，因此其在日常运营电耗，占地成本，制冷投入及维护成本上，大大低于传统系统，并具有良好的成长性；在系统生命周期内，系统整体拥有成本（TCO）较传统蓄电池系统，可节省60%以上。

　　
　　占地面积小，维护简单
　　
　　CSUPS系统占地面积小，仅相当于同容量传统UPS系统的50%以下；且因为无蓄电池储能单元，维护简单--日常无需维护，更换真空油1瓶（约15mins）/每年，大大节省维护人工及成本。
　　
　　真正的不间断供电，实现0毫秒切换，解决负载冲击
　　
　　由于有CSUPS的存在，因此1）当市电出现问题断电瞬间，CSUPS放电持续给负载供电及保护，并同时给油机启动信号；2）当油机启动可带载后，负载转由油机继续供电（在工作中不加油的情况下，系统可持续供电6~8小时），此时CSUPS重新充电并保护负载；3）当市电回复后，CSUPS检测市电品质后，系统自动转由市电供电，油机延时停机，CSUPS处于充电状态并对负载持续保护。
　　
　　可以看出，整个过程负载端都将持续供电并被CSUPS保护，不会产生任何影响，实现了真正意义的不间断供电保护。
　　
　　当油机启动可正常带载时，CSUPS向油机步进式加负载（系统默认4步式，即25%，50%，75%，100%；步进比例可调），因此避免了机组突加负载所带来的冲击。
　　
　　高效节能，效率可达98%，符合国家节能减排要求
　　
　　飞轮储能系统，采用在线互动式设计，工作时自身能耗很低，因此系统效率可达98%以上（额定负载）；在50%负载情况下，系统效率也可达到97%，较传统蓄电池系统87%左右的系统效率（50%负载），超过10个百分点之多。
　　
　　ActivePower客户现场实测数据
　　
　　环境适应能力强，可在0~40℃无空调环境下正常使用
　　
　　因系统整体不含蓄电池元件，因此系统不受使用蓄电池元件对环境温度的限制，系统可在0~40℃，无空调的环境下正常使用；传统蓄电池系统，蓄电池正常工作温度20~25℃（每升高或降低10℃，性能降低50%），因此不但需要空调等辅助设备的投入，而且可靠性也会大大降低，事故率上升。
　　
　　谐波治理，消除电力污染，有效抑制9种常见谐波干扰
　　
　　系统核心部件CSUPS设备，采用IGBT技术，标配有源动态滤波器等设计；可有效抑制市电中的9种常见谐波干扰，提供负载清洁的能源供给；同时CSUPS也可抑制负载产生的谐波污染电网。

　　
　　时时监控高枕无忧
　　
　　系统自带一套完善的监控系统，兼容任何监控系统，可并入原监控系统集成管理；同时监控系统可实现本地、网络及远程监控管理，使系统布局更灵活（可集中，可分散），同时可时时监控掌握整个系统的运行状况，及时发现事故隐患，提高维护效率
　　
　　CSUPS监控模块（CSView）
　　
　　绿色环保，顺应当今世界发展潮流趋势
　　
　　绿色环保也是飞轮储能系统较之传统蓄电池系统，天然存在的优势，也正符合了现今节能减排的主流趋势。飞轮UPS无有毒化学原件，碳排放降低75%；系统回收率66%；1套系统每年节约能源相当于101个家庭的能源消耗；1套系统每年降低CO2排放818吨，相当于125辆汽车1年的尾气排放；
　　
　　第二篇
　　
　　ActivePower飞轮UPS在工业领域的应用
　　
　　伴随生产企业自动化程度的提高，企业对于电源质量的要求趋于严格。然而，由于工厂内温度过高或过低，灰尘过大等问题，既能满足客户要求又能适应环境的产品少之又少。
　　
　　因为电源质量引发的问题，在工业领域极为常见。尤其对于半导体行业，可以说电源质量是生产的关键。瞬断、谐波等问题会使整批材料办成废料，代价高昂。对这些企业来说，生产用电质量越来越接近信息领域水平。考虑到用于工业行业中的负载具有关键性和多样性的特点，ActivePower公司的集成飞轮CleanSourceUPS，为这些负载提供电力支持的同时，能够保证在各种复杂环境中运行且性能强健。
　　
　　工业电源质量和可靠性问题
　　
　　美国电力研究所（EPRI）有关美国再发性电力问题的研究表明，有超过90%的生产设备受到过市电电压超过20%骤降情况的影响。研究中也统计了电压骤降幅度超过10%的发生次数，大约每年会发生30次。发生在电网的任何地方的自然现象和随机事件都会引起电力干扰，结果会导致用电点输入端发生电力干扰。在那些对电源有高可靠性要求的设备，其平稳运行需要电力设施支持。如今的公共市电电网提供不了这种高可靠性的电源，而且，在将来，随着例如对电力管制放松等因素的影响，市电的可靠性肯定会下降，人们已经普遍认识到市电电源的可靠性问题。
　　
　　集成飞轮UPS
　　
　　集成飞轮UPS系统的设计目标一直都很明确，即为恶劣的工厂环境而设计的不间断电源，可提供从瞬变过压、电压骤降到整个电源中断（没有时间限制）情况下的全部电力保护。
　　
　　电压瞬变
　　
　　因为CleanSourceUPS是提供全面电源保护最优解决方案的典范，所以CleanSourceUPS选择了精准的线性交换式转换器。在这套系统中，转换器可以持续运行，不断地监测输入电源质量。下面两种方法可减缓发生的任何过压瞬变现象。
　　
　　电压下降
　　
　　EPRI关于电力干扰的报告指出，大部分电力系统的问题是电压比正常值下降10%到30%。在整个电力干扰期间，其持续时间从3个周波到30个周波不等。这些种类的干扰可引起调速驱动控制程序暂时被切断或永久离线运行。只要有电压下降情况发生，集成飞轮UPS系统便能感知，然后立即开始从集成飞轮处释放能量补偿能量损失。如果检测到30个周波的电力干扰这种最糟糕的情况，即电压下降30%，系统随即会执行可控制的干预行为使其恢复到正常运行模式，这种情况下飞轮释放的能量不会超过总储存能量的10%。回填电压下降30%情况下损失的能量的速度是相当快的，20秒内飞轮可以再次应付电力完全中断情况。有别于传统双转换UPS系统中的铅酸蓄电池储能技术，飞轮系统在能量释放次数上没有严格限制，也不会发生基于放电次数的机械部件磨损。飞轮也有比铅酸蓄电池更广泛的运行温度（0-40℃）。蓄电池需要在空调条件下运行，只有这样才能达到其预期使用寿命和运行标准，飞轮不需要严格的空调环境，可以被安装在工厂厂房地面。
　　
　　电压浪涌
　　
　　转换器有检测输出电压值域功能，通过软件设置，可容易地适应用户特殊需求。UPS输出端的可接受电压值域（由用户选择）将确定系统何时从飞轮处获取能量或何时启动发电机。电压下降时为了能够快速采取行动会有快速反应值域；电压时高时低时会实施交替动作，这时的反应值域速度相对较慢。对于暂时超出程序设定的可接受范围的电源，在短暂时间里，飞轮能够“无缝”提供电能。在长时间断电情况下，由发电机提供电能。对于从副周波到持续周波之间发生的任何干扰，负载电压将一直保持在选定电压值域内。
　　
　　电力损失
　　
　　飞轮可提供从一个周波到14.5秒钟(100%负载)的短时间电力供给或更长时间的电力供给。当电力完全中断时间超过飞轮储能时间，柴油发电机将作为首选电源被启动。为了达到发电机的高可靠性，飞轮UPS系统增加了专门的冗余启动电源功能，这个功能使用来自于飞轮的24V启动电能。因为可以持续监测和控制飞轮系统，所以终端用户可以获取飞轮有效性的即时信息，即使在最糟糕的时候也不会遭到突然断电的“袭击”。研究表明集成飞轮UPS同传统铅酸静态双转换蓄电池系统相比几乎有同样的平均故障间隔时间（MTBF），但是却省去了维修问题、磨损问题和蓄电池故障问题，所带来的麻烦。对比传统蓄电池系统，它新颖之处是：电力保护时间不仅限于15分钟，而是取决于柴油燃料的供给。这个系统可为某些经常发生的自然灾害情况提供长时间的电力保护。
　　
　　频率限制因素及有效性
　　
　　双转换UPS的有效率为92-94%，为了给用户提供高于双转换UPS有效率的系统，集成飞轮UPS系统（有效率为98%）采用了线性交互式UPS技术，有效率高可以大大降低寿命周期的费用。系统的输入端到输出端没有频率隔离装置。为保持电网处于连接状态，市电必须保持极度稳定的频率，所以在市电正常时，没有频率隔离装置不会影响系统运行。如果市电系统对小幅频率偏移（>0.1）不加处理，则可以引起整个电网瘫痪。更大幅度的频率偏移通常是由自由运行的发电机或小废热发电工厂所导致的。尽管发电机和发电厂基本频率具有良好的稳定性，但是大的循环负载可引起频率摆动，特别是在发电机大小不适宜的情况下更加明显。集成飞轮UPS通过两种方法对此进行了处理：
　　
　　•第一，使集成飞轮UPS的静态转换器和发电机大小相互兼容。
　　
　　•第二，UPS将对任何瞬变或浪涌电流负载的改变进行检测，通过使用飞轮能量可
　　
　　以防止瞬变对负载频率的影响。
　　
　　输出电压总谐波失真(THD)
　　
　　经验表明，工业环境中分支断路操作多于商业或IT环境，这是导致工人错误操作几率和动态机器故障几率的主要原因。为使整个企业实现最高有效率，不降低其他关键负载点的输出电源质量，UPS系统必须具有能够提供电路断路器或保险丝故障清除能量的功能。比起双转换UPS系统，集成飞轮UPS在成功清除分支断路器方面更加可靠。双转换系统通常会检测到基于故障的过载情况，并立即转移到旁路以提供清除故障的最大电流。集成飞轮UPS系统已经同市电电网连接，所以不需要通过静态开关切换负载。因此在评估双转换UPS故障清除功能时必须考虑到静态开关的故障率因素。
　　
　　输入电流失真
　　
　　在正常运行模式中，UPS输出电压失真表明源头电压出现异常。因为生产工厂通常会有增长需求的刚性、低阻抗配电连接，所以，通常正弦波失真的特点是出现电压下降及电压浪涌等瞬变事件。在最糟糕状况持续的情况下，未修正的低功率因数电机控制器的非线性负载通常会引起5%到8%的电压失真。线性交换式UPS的隔离电感器将会在上述失真水平上增加小幅的失真度，但是在大部分应用中，失真水平应该保持在10%以下。
　　
　　集成飞轮UPS系统的线性交互式转换器不同于可控整流器，这个转换器通常要穿过负载失真电流到达源头。然而，工业行业中会迅速地朝功率因数校正负载趋势发展，所以同标准的双转换UPS系统相比，集成飞轮UPS系统中回流到市电电网较少的失真电流。
　　
　　使用寿命期间的费用
　　
　　集成飞轮UPS系统的主要优点是其高效性。大多数双转换UPS的有效率为92%-
　　
　　94%之间，然而，集成飞轮系统的有效率为98%（其中还包括保持飞轮全速充电所
　　
　　需的电能）。举个简单的例子就可说明UPS运行费用问题，如一个为2000千瓦负载
　　
　　提供电源保护的UPS，每度电的费用是0.10美元，6个点有效率的差别每年将会节省
　　
　　105,120美元。这个数字还不包括UPS系统中减少的的制冷费用，双转换蓄电池UPS
　　
　　系统的制冷损耗占UPS损耗的25%。如果再考虑传统UPS系统中更换铅酸蓄电池的成
　　
　　本（10年间他们需更换1-2次蓄电池），对于工业行业的整个周期费用节省来说，使用集成飞轮UPS系统是明智之选。
　　
　　有益于环境的技术
　　
　　集成飞轮UPS系统更令人称道的一面是它减少了碳排放量，对环境有益。直流储能是由铁质旋转体发展而来的，并不是像化学蓄电池那样使用铅酸。就蓄电池更换而言，回收的铅消耗掉了大量的能量，这个能量比单个蓄电池在它的使用寿命内输出的能量高出六到十倍。
　　
　　6个点的效率差别会使集成飞轮UPS系统仅消耗蓄电池双转换UPS系统所消耗电
　　
　　能的25%，这就等同于说2000千瓦的负载每年可减少160万镑的CO2排放。这些电能
　　
　　等于691个美国家庭平均每年的电力消耗量。工业行业的计算机化使批处理的生产理念转向关键任务的生产理念。不管是造纸厂还是灌装厂，在关键任务的环境中，即使小电力故障都会对工业产量产生重要影响。
　　
　　在工业工厂这样的恶劣运行环境中，集成飞轮UPS系统显示出了其重要益处。实际上，这套系统可以被安置在任何地方，可以更贴近它所保护的设备，所以这套系统具有强大吸引力。因为不需要使用化学蓄电池，所以这套系统对运行环境温度没有严格限制。其98%的高有效率，可以产生重要的经济效益。随着时间的推移，它不仅可以为投资本身获得效益，而且，同双转换蓄电池UPS系统相比，它还可减少75%的CO2排放量，对环境有益。
　　
　　（nero）