如今,随着技术的发展,静态UPS的功率损耗逐渐下降。早期具有输入和输出变压器的采用晶闸管技术的在线式UPS(简称双变换式UPS或IEC的“VFI”)的满载运行效率仅为83%-85%。而目前采用晶体管(IGBT)技术的高频在线互动式UPS的满载效率可达到95%-97%。
更加高效,热量更少
当今的UPS的能源效率提高了15%,而冷却需求却在下降,提高了其可靠性。模块化UPS的平均故障间隔时间(MTBF)从不足2.5万小时上升到15万小时;输出电压波形失真从5%降低到1%;噪音从95dBA降至70dBA;占地面积甚至减少了90%。
即使双变换UPS,其效率也达到了96.8%,每千瓦容量的成本降到了以往的最低水平。这对用户来说是有利的,但厂商从UPS获利的唯一方法是提供售后服务。
欧洲厂商生产的UPS基本都取消了变压器,而在北美,无变压器的UPS仍然是一个新事物,像APC这样的厂商也采用了在线互动式拓扑结构,虽然没有任何频率的保护,并不是技术上的“在线”式,尽管是这样,这种架构的UPS在稳定的电网中仍然工作得很好。
上世纪90年代,Invertomatic公司在瑞士推出了经济模式(ECO模式,工作原理如图1)UPS,但市场销售情况并不乐观。之后行业厂商推出的模块化UPS解决了大多数数据中心的部分负荷问题。经济模式的原理很简单:当市电稳定时,UPS自主切换到旁路模式供电,降低电力损耗,特别是无变压器设计的UPS,该模式下UPS整流器仍然工作,为蓄电池充电(需要比飞轮UPS低得多的功率),而逆变器处于待机状态,旁路(晶闸管开关)开通为负载供电,直到电力出现异常,此时UPS的静态开关将负载转移到逆变器,运行在该模式的UPS有个显著的缺点,就是UPS工作在旁路时并没有电源质量的改善。
图1
现在有一些“先进”的经济模式UPS切换时间为2ms而不是4ms,有些则会监测负载失真并做出关于电网的决策,但是基本理念仍然如此,如果电力是稳定的,那么就可以节约电能。
然而这通常会有风险,而经济模式也没有什么不同。每当电力出现偏差时,负载就会从旁路切换到正常模式,这与双变换UPS所提供的保护完全相反。这种切换代表着负载面临风险,虽然这种风险可能很小,但用户必须将与其回报进行平衡。
随着电力成本的上升和概念的推广,经济模式已被人们所接受,然而效率并不总是用户期望的最重要的指标。