現(xiàn)在，UPS在工業(yè)范疇、通信基站、數(shù)據(jù)中心等范疇得到了廣泛而深化的運(yùn)用，各種高端精細(xì)設(shè)備也隨之許多添加，不僅對(duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求，一起對(duì)供電的連續(xù)性也需求愈加牢靠的保證。跟著UPS商場(chǎng)的高速發(fā)展，UPS配套的電池需求也在日益添加，長(zhǎng)時(shí)刻以來(lái)，鉛酸蓄電池一向UPS電源的標(biāo)配，另一方面，而鋰電池、超級(jí)電容器、飛輪等技能和產(chǎn)品也使UPS的儲(chǔ)能辦法發(fā)作更多的改動(dòng)。

兆瓦時(shí)分鐘的年代到來(lái)

職業(yè)專家最近在LinkedIn網(wǎng)站上看到一個(gè)產(chǎn)品布告，德國(guó)Piller公司推出了一個(gè)高速小型飛輪UPS，能夠在長(zhǎng)達(dá)1分鐘的時(shí)刻內(nèi)供給1兆瓦的電能，專家評(píng)論說(shuō)，這好像意味進(jìn)入了"兆瓦時(shí)分鐘"的年代。

盡管飛輪儲(chǔ)能關(guān)于數(shù)據(jù)中心商場(chǎng)來(lái)說(shuō)并不生疏，但與UPS選用傳統(tǒng)的蓄電池比較，其承受度有限。最近，鋰電池正在UPS范疇進(jìn)行推行和運(yùn)用，許多首要的UPS制造商都在證明這一點(diǎn)。現(xiàn)在，這些UPS制造商正在推行代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉛酸蓄電池的鋰電池，并期望將其作為一種長(zhǎng)時(shí)刻的"職業(yè)規(guī)范".

飛輪UPS在數(shù)據(jù)中心運(yùn)用中的運(yùn)用分為兩大類：一類是選用電網(wǎng)供電的大型低速重型旋轉(zhuǎn)UPS，還有選用柴油機(jī)組供電的旋轉(zhuǎn)式UPS（DRUP）。第二類是用于代替UPS蓄電池的高速直流飛輪UPS.不管有用什么類型的飛輪UPS，它們一般能夠供給15到60秒的電力支撐，而其運(yùn)用的空間要比鉛酸蓄電池組小得多。

曾有一家鉛酸蓄電池供應(yīng)商宣稱他們的UPS電池能夠供給5分鐘或更短時(shí)刻的運(yùn)用，這好像很古怪。所以人們?cè)陉P(guān)于UPS備用時(shí)刻的考慮方面好像有一些不合。現(xiàn)在只要少量企業(yè)和托管效勞供給商運(yùn)用，例如杜邦Fabros技能公司（現(xiàn)被Digital Realty公司收買）為其在美國(guó)的一些數(shù)據(jù)中心設(shè)備運(yùn)用了飛輪。高速飛輪的一個(gè)首要的長(zhǎng)處是具有更高的功率密度（在尺度和分量方面比較），并且能夠在十分短的時(shí)刻（15至60秒）內(nèi)開釋其貯存的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。

功率密度VS能量密度

在蓄電池選用上，現(xiàn)在鉛蓄電池仍然是UPS商場(chǎng)干流。可是大多數(shù)人應(yīng)該知道鉛蓄電池的功率密度和能量密度之間的差異。功率是一個(gè)瞬時(shí)測(cè)量值（kW），而能量代表在一段時(shí)刻（kWh）內(nèi)運(yùn)送或耗費(fèi)的功率。評(píng)論蓄電池特性時(shí)，這個(gè)區(qū)別特別重要。其密度一般與其物理尺度和分量相關(guān)。依據(jù)其規(guī)劃和化學(xué)性質(zhì)，蓄電池的功率密度和能量密度并不直接相關(guān)。例如，蓄電池可能能夠在很長(zhǎng)時(shí)刻（即10小時(shí)）內(nèi)運(yùn)送許多的能量，可是在十分短的時(shí)刻內(nèi)運(yùn)送許多的能量時(shí)，其放電容量將會(huì)遭到更多約束（5到15分鐘）。這是鉛酸蓄電池常見(jiàn)的非線性放電特性，蓄電池的安時(shí)額外值（AH）一般依據(jù)10小時(shí)C10（乃至20小時(shí)C20）的放電率。

可是，跟著負(fù)載電流（功率）的添加，蓄電池有用的放電容量將大大下降。在典型的數(shù)據(jù)中心UPS運(yùn)用中，一組額外容量為100 AH的蓄電池的使命是將其貯存的能量放電至5小時(shí)，但可能只能供給C10額外容量的25％至30％，持續(xù)放電的時(shí)刻為15分鐘或更少。例如：放電電流為120A時(shí)，能夠放電0.25小時(shí)；放電電流為250A時(shí)，能夠放電0.1小時(shí)，其放電直至到達(dá)其低壓截止點(diǎn)（一般每個(gè)2V電池標(biāo)稱值將下降到大約1.75V）。其結(jié)果是在UPS關(guān)機(jī)時(shí)，蓄電池組的電壓由12V降至10.5V，以防止電池?fù)p壞。

跟著UPS的蓄電池電壓下降，放電容量將將進(jìn)一步削減。例如：由240塊電池串聯(lián)的電池組電壓為480V，在放電時(shí)其電量下降10％，降到432V（或更低）。而為負(fù)載供給穩(wěn)定功率，這導(dǎo)致電池組的電流耗費(fèi)了10％或更多。盡管這些都是簡(jiǎn)化的例子，可是，為了保證在數(shù)據(jù)中心運(yùn)用的高功率放電速率下具有足夠的放電容量，這需求更大的電池容量。而鋰電池與其相反，即便在較高的放電速率下，鋰電池電壓在負(fù)載下也將保持相對(duì)穩(wěn)定，直到它們挨近放電曲線的結(jié)尾。別的，這個(gè)比較并不考慮鉛酸蓄電池的年限和情況。這就是為什么在許多情況下需求將鉛酸蓄電池并聯(lián)兩組或多組的原因，就是為了最大極限地下降單組蓄電池失效的危險(xiǎn)。

鋰電池的運(yùn)用壽數(shù)也比傳統(tǒng)的閥控密封鉛酸蓄電池更長(zhǎng)，并且運(yùn)用溫度規(guī)劃更高，長(zhǎng)時(shí)刻總具有本錢（TCO）更低，但與鉛酸蓄電池比較，其布置的前期本錢更高。可是，鋰電池關(guān)于數(shù)據(jù)中心的運(yùn)用來(lái)說(shuō)是相對(duì)較新，人們一向在等待選用鋰電池的UPS在實(shí)踐的數(shù)據(jù)中心運(yùn)轉(zhuǎn)條件下具有更長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)的功能。

超級(jí)電容器（Super-Cap）

盡管超級(jí)電容器技能現(xiàn)已推出了很長(zhǎng)一段時(shí)刻，可是關(guān)于數(shù)據(jù)中心運(yùn)用來(lái)說(shuō)還沒(méi)有給予太多的注重，因?yàn)橄耧w輪UPS相同，它只供給了相對(duì)較短的供電時(shí)刻。可是，有一些全球首要UPS出產(chǎn)廠商供給超級(jí)電容作為傳統(tǒng)蓄電池的代替品。他們推出的超級(jí)電容器模塊的體積大約是7×7×35英寸。額外電壓為62V，重35磅，但能夠供給高達(dá)2000A的電流。它能夠在比鉛酸蓄電池和鋰電池更高的溫度規(guī)劃（-40°F至+ 150°F）下作業(yè)，估計(jì)運(yùn)用壽數(shù)超越15年，簡(jiǎn)直不需求人工保護(hù)。

盡管沒(méi)有進(jìn)行本錢預(yù)算，可是出產(chǎn)廠商宣稱，與相同放電容量的飛輪比較，它具有更低的長(zhǎng)時(shí)刻總具有本錢（TCO）。比較之下，傳統(tǒng)鉛酸蓄電池需求供給5分鐘的最小運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻，至少有兩組，以保證它牢靠地支撐100千瓦的負(fù)載，特別是當(dāng)蓄電池挨近其4到5年的運(yùn)用壽數(shù)周期時(shí)。超級(jí)電容器和飛輪的出產(chǎn)廠商也許諾在15年內(nèi)下降TCO，因?yàn)殂U酸蓄電池在這段時(shí)刻內(nèi)需求替換和收回三次或更多次。此外，超級(jí)電容器的理念與飛輪類似，能夠?yàn)閭溆冒l(fā)電機(jī)在30秒或更短的時(shí)刻內(nèi)啟動(dòng)負(fù)載供給電力支撐。超級(jí)電容和飛輪UPS也能夠用來(lái)延長(zhǎng)運(yùn)用壽數(shù)，應(yīng)對(duì)任何短期的電力異常中止。而這些電力中止一般會(huì)導(dǎo)致UPS電源頻頻切換到電池，嚴(yán)峻縮短電池壽數(shù)。

邊際數(shù)據(jù)中心的電源

曩昔一年，微型數(shù)據(jù)中心和邊際數(shù)據(jù)中心得到了許多關(guān)注。估計(jì)這兩種數(shù)據(jù)中心將滿意優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備預(yù)期的本地化網(wǎng)絡(luò)流量，以及早期布置5G網(wǎng)絡(luò)的需求，此外，還需求在緊湊的布局中選用某種方式的備用電源，這將獲益于更新的儲(chǔ)能技能。

電網(wǎng)級(jí)的能量存儲(chǔ)

盡管職業(yè)中一向在評(píng)論短時(shí)刻的供電能夠應(yīng)對(duì)電網(wǎng)停電，直到備用發(fā)電機(jī)起動(dòng)開端為數(shù)據(jù)中心負(fù)荷供電，可是這種辦法也能夠運(yùn)用在電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能方面，其布置將進(jìn)步電網(wǎng)的峰值容量和整體牢靠性。此外，這樣的辦法還能夠進(jìn)步將太陽(yáng)能和風(fēng)能可持續(xù)但間歇性的動(dòng)力歸入其間的才能。

在曩昔的一年里，現(xiàn)已有多個(gè)運(yùn)用鋰電池的兆瓦級(jí)電網(wǎng)儲(chǔ)能的布告，以支撐峰值負(fù)荷，然后最大極限地削減了天然氣發(fā)電廠的需求。

通用電氣公司最近宣告了一個(gè)協(xié)作項(xiàng)目：南加州愛(ài)迪生公司（SCE）和通用電氣公司選用了電網(wǎng)邊際的概念，將天然氣燃?xì)鉁u輪機(jī)和電池進(jìn)行整合。SCE公司開端運(yùn)轉(zhuǎn)兩個(gè)新的混合動(dòng)力電動(dòng)燃?xì)鉁u輪（EGT）機(jī)組，這兩個(gè)機(jī)組選用的是通用電氣公司裝置的渦輪機(jī)、電池和電力控制器的組合。每個(gè)機(jī)組的功率都在50兆瓦規(guī)劃內(nèi)，并裝備了一組能夠供給10兆瓦時(shí)和4兆瓦時(shí)功率的蓄電池。

另一種正在布置的電網(wǎng)規(guī)劃儲(chǔ)能技能是釩氧化還原液流電池，其能量貯存在流體（在兩個(gè)儲(chǔ)罐之間活動(dòng)）中進(jìn)行充電和放電。

我國(guó)一家公司正在運(yùn)用這項(xiàng)技能建造一座200兆瓦的電廠。盡管這個(gè)例子是關(guān)于電網(wǎng)級(jí)能量存儲(chǔ)，可是在100英畝的土地上建造100MW的主機(jī)托管和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的數(shù)據(jù)中心，這好像并不是很勉強(qiáng)，因而可能縮短了UPS的續(xù)航時(shí)刻（或許沒(méi)有運(yùn)用UPS）。這個(gè)數(shù)據(jù)中心具有自己的多兆瓦儲(chǔ)能體系，或通過(guò)動(dòng)力供應(yīng)商的協(xié)作，選用其專用資源。

因而，盡管牢靠性和可用性以及估測(cè)的"9"數(shù)量現(xiàn)已成為數(shù)據(jù)中心文明的根底，但跟著新式儲(chǔ)能技能的布置變得愈加牢靠和普遍，數(shù)據(jù)中心關(guān)于UPS的短暫運(yùn)轉(zhuǎn)將會(huì)變得愈加能夠承受。

結(jié)語(yǔ)

專家對(duì)2018年的數(shù)據(jù)中心猜測(cè)很簡(jiǎn)單：好像有一些安排正在搶奪數(shù)據(jù)中心的可用性規(guī)范。 因而，盡管并非一切的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商都在為其UPS備份時(shí)刻到達(dá)"兆瓦時(shí)分鐘" 做好預(yù)備，但每個(gè)安排都需求依據(jù)自己的事務(wù)需求來(lái)提出他們的數(shù)據(jù)中心對(duì)"適用性"的要求。

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