臺達(dá)模塊化UPS 更加符合客戶應(yīng)用的UPS系統(tǒng)

——UPS產(chǎn)品開發(fā)處  李南

    隨著模塊化UPS在市場上的普及率越來越高，客戶對于這種更符合應(yīng)用的UPS系統(tǒng)的關(guān)注度也越來越強(qiáng)，但是，相對于傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)，客戶對模塊化UPS還存在著種種疑慮，主要集中在價(jià)格、維護(hù)、可靠度、綠色環(huán)保、功率容量等方面，本文就以上幾個(gè)問題做出論述。

    目前在國內(nèi)市場上，模塊化UPS價(jià)格普遍高于傳統(tǒng)UPS，這是一個(gè)不爭的事實(shí)，原因可能是多種多樣的，各個(gè)廠家可能不盡相同。由于模塊化UPS無論是技術(shù)理念、智能控制，以及很多內(nèi)在的性能指標(biāo)，包括整體功能性都要優(yōu)于傳統(tǒng)的UPS電源，所以成本確實(shí)增長不少，技術(shù)實(shí)現(xiàn)上也是有相當(dāng)?shù)碾y度。如果僅僅從單臺購買的價(jià)格來講，模塊化UPS可能會(huì)高于普通UPS，但是從長遠(yuǎn)的使用成本來看，模塊化UPS特有的功能將會(huì)為客戶帶來更多地好處，無論單機(jī)系統(tǒng)可靠度，還是維護(hù)和修復(fù)的成本方面，模塊化UPS都有傳統(tǒng)單機(jī)無法比擬的優(yōu)勢，從長期的使用成本來看，模塊化UPS實(shí)際上是為客戶省錢了。

    其實(shí)購買UPS在某些方面就像購買汽車一樣，我們現(xiàn)在買車不僅僅的只考慮價(jià)格了，因?yàn)槲覀兌贾�道，對于我們使用者來講，購買價(jià)格只是一次性的投入，但是，在我們使用汽車的期間，我們還要在汽油費(fèi)用，維護(hù)保養(yǎng)修車費(fèi)用上做綜合的考慮。UPS其實(shí)也是一樣，需要綜合的考慮，包括整機(jī)效率，代表著會(huì)不會(huì)費(fèi)電，多花電費(fèi)。維護(hù)保養(yǎng)，維修所需要負(fù)擔(dān)的費(fèi)用等等。當(dāng)然，隨著模塊化技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，以及使用上越來越普及，模塊化UPS的價(jià)格也不會(huì)永遠(yuǎn)的“高高在上”的。臺達(dá)的HIFT UPS——高智能容錯(cuò)性UPS，就是采用的模塊化的架構(gòu)設(shè)計(jì)，從功能性和整體性能指標(biāo)上都要強(qiáng)于傳統(tǒng)UPS，但是由于HIFT UPS在模塊化技術(shù)上非常成熟，并且臺達(dá)在全球的規(guī)模生產(chǎn)和銷售，使得HIFT UPS其實(shí)可以提供更高的性價(jià)比。

    另外，談到價(jià)格差，這里有個(gè)比較方法的問題，通常模塊化UPS都構(gòu)成冗余系統(tǒng)，例如臺達(dá)的HIFT可由5個(gè)20KVA模塊組成80KVAn+1系統(tǒng)，其可靠性和可用性遠(yuǎn)高于80KVA單機(jī)UPS，如果要求由單機(jī)UPS組成同樣性能的系統(tǒng)，那么就要用兩臺80KVA單機(jī)組成1+1冗余系統(tǒng)，或由40KVA的單機(jī)組成2+1系統(tǒng)，或者由20KVA的單機(jī)組成4+1系統(tǒng)，不管哪種方式，把單機(jī)總費(fèi)用和備置冗余系統(tǒng)時(shí)的附加設(shè)備費(fèi)用加起來，其結(jié)果是，模塊化UPS的價(jià)格并不像人們談?wù)摰哪菢颖葐螜C(jī)價(jià)格高。

    隨著我國IT技術(shù)的普及與應(yīng)用，我們現(xiàn)在的工作其實(shí)是已經(jīng)完全離不開IT技術(shù)了，作為企業(yè)客戶來講，更是如此，甚至整個(gè)企業(yè)的核心就依賴于IT技術(shù)的應(yīng)用，比較明顯的就是銀行、證券公司等等。其實(shí)這樣的變化帶來了客戶對于UPS的需求的一個(gè)顯著的變化，以前客戶使用UPS，更多地是為了在市電斷電時(shí)，可以維持一段時(shí)間保存數(shù)據(jù)，以免數(shù)據(jù)丟失。但是現(xiàn)在，客戶購買UPS，更多地是為了保證系統(tǒng)可以連續(xù)的工作。其實(shí)這是一個(gè)很大的變化，我們都知道，作為電力電子設(shè)備的一種——UPS來說，再可靠也不能保證永遠(yuǎn)不壞，但是一旦壞了，客戶的系統(tǒng)就沒有辦法連續(xù)工作了，這個(gè)時(shí)候，退而求其次，既然UPS是一定要壞的，那么能不能有一種系統(tǒng)可以在UPS故障的時(shí)候也可以連續(xù)的有保護(hù)的供電，并且可以快速的修復(fù)故障呢？其實(shí)這就是我們現(xiàn)在常常提到的UPS的可用性了。UPS的可用性現(xiàn)在已經(jīng)被越來越多的客戶所關(guān)注，其實(shí)這也是傳統(tǒng)UPS和模塊化UPS在維護(hù)方面最大的區(qū)別。傳統(tǒng)的UPS一旦出現(xiàn)問題，客戶需要報(bào)修，廠家工程師電話判斷，工程師上門，工程師現(xiàn)場修復(fù)等等一系列的過程，在這個(gè)過程里有很多不可控的因素會(huì)導(dǎo)致時(shí)間更長，比如說堵車，工程師帶錯(cuò)備件，工程師經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致判斷故障錯(cuò)誤等等。那么，這種情況下，對于要求系統(tǒng)連續(xù)工作的客戶無疑是一場災(zāi)難。而模塊化的UPS，由于它本身是冗余系統(tǒng)，在一個(gè)模塊故障時(shí)，可以在系統(tǒng)不斷電的情況下快速熱插拔，修復(fù)好系統(tǒng)，壞模塊返回廠家維修整個(gè)修復(fù)過程和時(shí)間完全可控。

    還有一點(diǎn)，對于傳統(tǒng)UPS維修，工程師的現(xiàn)場對故障只是經(jīng)驗(yàn)性的判斷，由于工程師的經(jīng)驗(yàn)不足，以及缺少專業(yè)的檢測設(shè)備，很有可能只檢測出了明顯損壞的元器件，而忽視周圍其他的雖然沒有明顯損壞，但是性能已經(jīng)變壞或者只能降容使用的元器件，而導(dǎo)致設(shè)備剛剛修好，沒有多久又壞了。而模塊化UPS是一換就一個(gè)模塊，換下來返場維修，更換人員甚至不用專業(yè)的工程師就可以進(jìn)行，返場維修的模塊，由于工廠的設(shè)備以及檢測環(huán)境的完備，修復(fù)起來比較普通的UPS現(xiàn)場維修可以大幅降低“再故障發(fā)生率”。

    說到UPS的綠色，我們首先想到的就是效率問題，大部分模塊化UPS采用的都是無變壓器的設(shè)計(jì)，IGBT整流，相比較傳統(tǒng)的可控硅整流的UPS，在整機(jī)的效率上有很大提升，就拿HIFT UPS來說，當(dāng)負(fù)載15%時(shí)，HIFT UPS的效率就可以超過90%，負(fù)載27%時(shí)，整機(jī)效率超過94%，絕對是綠色環(huán)保型UPS，而效率的高低直接會(huì)影響到客戶未來的使用成本，并且輸入諧波小于3%，幾乎對電網(wǎng)不會(huì)造成影響，輸入功率因數(shù)大于0.99，損耗非常小，包括電磁兼容干擾符合國際標(biāo)準(zhǔn)，無鉛制成生產(chǎn)，以及可回收的包裝，所有的這些，從各個(gè)方面都反映了HIFT UPS是真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品。

    以前，很多人有這樣一種觀點(diǎn)，認(rèn)為在很多應(yīng)用場合，模塊化UPS的可靠性和可用性不如傳統(tǒng)UPS。其實(shí)恰恰相反，模塊化的UPS無論從可靠性，尤其是可用性方面，均要高于傳統(tǒng)的UPS。我理解很多人認(rèn)為模塊化UPS可靠性不如傳統(tǒng)UPS的想法，其一是從模塊損壞率去考慮的，模塊化UPS的模塊的可靠性與單機(jī)比是同量級的，由于模塊數(shù)量比單機(jī)數(shù)量多，因此模塊化UPS的模塊故障率比單機(jī)高。其二是是從技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)上去考慮的，由于模塊化UPS是多個(gè)模塊并聯(lián)運(yùn)行，中間節(jié)點(diǎn)很多增加了，所以有些人會(huì)認(rèn)為，節(jié)點(diǎn)多就代表著不可靠的因素就多，所以可靠性就差。我理解這種說法，在整個(gè)供電系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)越多可靠性越差，這一點(diǎn)是沒有問題的。但是我們需要分辨一下，這種節(jié)點(diǎn)是到底是串聯(lián)的還是并聯(lián)的，如果一個(gè)系統(tǒng)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)串聯(lián)，那么，無疑的是，節(jié)點(diǎn)越多，可靠性越差。但是，如果是并聯(lián)的節(jié)點(diǎn)，就不一樣了，并聯(lián)更多的是解決冗余備份的問題，所以，如果你是并聯(lián)的系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)多并不能就說明系統(tǒng)可靠性差，反而會(huì)更好些。

    傳統(tǒng)的1+1冗余并聯(lián)，可靠性要大于單機(jī)運(yùn)行，而N+X并聯(lián)并不是模塊化UPS所獨(dú)有的，傳統(tǒng)的UPS也可以作N+X并聯(lián)的解決方案，在很多銀行系統(tǒng)都是在應(yīng)用著N+X的解決方案，就這兩種方案來看，從可靠性上來講，如果N+X的方案中X大于1，那么他一定是比1+1冗余并聯(lián)的方案可靠性更高的。可通過列舉可靠性模型推斷出來。簡單來說，1+1的方案，如果有兩臺中有一臺故障，UPS還可以正常運(yùn)行，如果兩臺同時(shí)故障，系統(tǒng)就會(huì)失去保護(hù)。而N+X方案，如3+2，可以允許2臺同時(shí)故障，UPS還是正常運(yùn)行，如果三臺同時(shí)故障，系統(tǒng)才會(huì)失去保護(hù)。而3臺同時(shí)故障的幾率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2臺同時(shí)故障的幾率。所以N+X方案，當(dāng)X大于1時(shí)，他的可靠性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1+1的方案的。

    之所以傳統(tǒng)的UPS很少采用N+X冗余，主要是因?yàn)槌杀具^高。而模塊化UPS由于本身特殊的架構(gòu)設(shè)計(jì)，可以用很低的成本（與單機(jī)比比如單機(jī)）做成N+X冗余的系統(tǒng)方案，為很多既要高可靠性，又要節(jié)省資金的客戶提供了可能。

    至于可用性，它取決于故障修復(fù)時(shí)間，這里講的修復(fù)時(shí)間并不意味著系統(tǒng)斷電，單機(jī)故障會(huì)使系統(tǒng)斷電，而模塊化UPS和由單機(jī)組成的各種冗余系統(tǒng)故障時(shí)是不斷電的。但是，由單機(jī)或由單機(jī)組成的各種冗余系統(tǒng)的故障修復(fù)時(shí)間是很難確定的，統(tǒng)計(jì)數(shù)字是8個(gè)小時(shí)，而模塊化UPS的模塊故障修復(fù)時(shí)間是可預(yù)計(jì)的，通常可小于10分鐘，兩者相差幾十倍，所以，在任何配置情況下，模塊化UPS的可用性都比單機(jī)高。

    對于UPS的功率問題，在很長一段時(shí)間內(nèi)，模塊化UPS在功率上達(dá)不到傳統(tǒng)UPS的水平。但是近來，有些廠商推出了單個(gè)模塊25KVA（甚至更高功率）的模塊化UPS。那么在一些需要大功率UPS的應(yīng)用場合，模塊化UPS是否能滿足用戶的需求，也是困擾客戶的一個(gè)主要的問題。

    從電路技術(shù)和元器件水平看，單機(jī)UPS和模塊化UPS沒什么區(qū)別，也就是說，單機(jī)UPS能做多大，模塊化UPS也能做多大。但是，模塊化UPS的最大特點(diǎn)是其模塊可以拔插，這樣就受到了模塊的物理尺寸、重量和輸入輸出接點(diǎn)工藝的限制。這就是為什么模塊化UPS推出的初期都是小功率的根本原因。隨著電路技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備的小型化，以及拔插工藝的改進(jìn)和拔插輔助工具的設(shè)計(jì)，模塊化UPS 的功率在迅速增大，目前已知的最大功率模塊化UPS是：單塊單相UPS模塊是60KVA，三個(gè)單相組成三相是180KVA，由10個(gè)180KVA的模塊可組成1.6兆瓦的系統(tǒng)。解決輸出功率的方法還有另外一種途徑，即模塊化UPS并機(jī)系統(tǒng)，中達(dá)電通公司的HIFT UPS單臺最大功率是120KVA，但HIFT UPS有多臺并機(jī)功能，例如，由4臺HIFT UPS就可組成480KVA的系統(tǒng)，可以滿足一般的大功率應(yīng)用場合的要求。■