1、动态 UPS 简介一动态 UPS 和柴油耦合动态 UPS 基础介绍动态 UPS 的关键在于：无论 UPS 处于何种运行方式下，其负载的供电应能直接由同步发电机或者同步电动机发电机来进行调节，并不在于是否用电池或者用飞轮来作为短时的应急后备能源，而是在于其输出电能的方式。动态 UPS 单线图从上图中可以看到，无论储能方式是使用飞轮还是电池储能方式，动态 UPS 最关键技术在于输出侧的电能调控是由上图中的 M/G 电动机-发电机来提供的。并且输入输出侧通过扼流线圈实现 99%的输入输出谐波隔离以及瞬态电源故障的隔离。动态 UPS 系统无论在何种运行状态下，包括市电正常工作或储能装置提供电能或者柴油
2、发电机组提供电能状态下，最关键的 M/G 电动机-发电机始终保持 1500RPM 的旋转，对负载进行稳压稳频及提供无功功率。有功功率的来源根据 UPS 运行状态，由市电或者储能装置或者柴油发电机组提供。当市电断电时，由储能设备（飞轮或者电池）提供临时有功功率能量，通过 M/G 电动机-发电机装置给负载供电。当飞轮转速或者电池储能达到设置门限值时，通过外接的柴油发电机组启动，并负责随后提供有功功率能量。柴油耦合动态 UPS 单线图柴油耦合动态 UPS，通过离合器将 M/G 电动机- 发电机与柴油发动机连接。当市电模式或储能设备提供有功功率时，M/G 电动机-发电机始终保持 1500RPM 旋转提
3、供稳压稳频作用，柴油发动机不工作。当市电停电储能设备的储能放电至门限值时，系统通知柴油发动机启动。当柴油发动机达到 1500 转/ 分钟时，通过离合器与 M/G 电动机- 发电机连接，随后由柴油发动机带动 M/G 电动机-发电机工作，为负载提供能量。无论是动态 UPS 还是柴油耦合动态 UPS，核心技术都在于 M/G 电动机-发动机和扼流线圈（耦合电感），特点在于：1. 能够实现 99%的输入输出谐波隔离以及瞬态电源故障的隔离2. 具有极低的次瞬态电抗，能提供高达 14 倍额定电流的抗短路能力和极强的抗冲击能力3. 实时对 UPS 的输出电压进行调控，在任何负载情况下快速 实现稳压4. 可以使
4、用飞轮储能方式，使用机械能代替化学能5. 整机效率高达 97%二 动态 UPS 关键技术随着数据中心行业的蓬勃发展，对 UPS 提出了更高要求，要求其具有显著的可靠性之外，高效、节能、维护简单化、扩容模块化等体现了未来 UPS 电源的发展趋势，动态 UPS 可以充分为数据中心带来节能高效的解决方案。动态 UPS 关键技术 1：M/G 电动机-发电机 兼具同步电动机、同步发电机和无功补偿机的功能 无功发生源，可以向负载输出或吸收超前或滞后的无功功率，实时对 UPS 的输出进行无功补偿，调控输出功率因数 实时对 UPS 的输出电压进行调控，在任何负载情况下快速实现稳压 电动机和发电机双绕组，具有极
5、低的次瞬态电抗，能提供高达 14 倍额定电流的抗短路能力和极强的抗冲击能力 内置的鼠笼阻尼绕组吸收消除谐波功能 唯一的机械风扇安装在转子顶部，对系统散热 仅使用两个轴承，更加可靠动态 UPS 关键技术 2：扼流线圈（耦合电感） 特殊设计能够 实现 99%的输入输出谐波隔离以及瞬态电源故障的隔离 对市电的所有电压畸变进行补偿 输入段 50%电抗，有效限制市电短路时的反灌电流 输出段 1%电抗，确保提供 14 倍短路电流的能力，并实现电动机- 发电机对 UPS 输出电压的调控动态 UPS 关键技术 3：飞轮储能 充满氦气： 减小摩擦，利于散热 噪音小： 2600-3300rpm 低速旋转，75db
6、 磁悬浮支撑： 增加轴承寿命，增加可靠性 双向能量流动：最优的频率稳定性，100%负载突变 频率波动1% 快速回充： 比其它动态储能系统快 10 倍 垂直安装： 更节省安装面积 维护量小： 自动润滑， 10 年以上更换轴承三 动态 UPS 工作原理参考上述动态 UPS 单线图可以看到：市电工作模式下，负载的有功功率能量由市电提供，负载的无功功率由一直旋转（1500RPM）的 M/G 电动机 -发电机提供；M/G 电动机 -发电机负责稳压、稳频，扼流线圈负责隔离输入输出侧谐波；飞轮以 3300RPM 旋转储存动能；市电停电模式下，负载的有功功率能量由飞轮通过 M/G 电动机-发电机提供，负载的无
7、功功率由一直旋转（1500RPM）的 M/G 电动机- 发电机提供； 飞轮转速由 3300RPM 降速释放动能转换为电能；当飞轮降速至一定门限值后，系统通知外接柴油发电机组启动。柴油发电机组带负载，同时给飞轮充电。 8.4.2 柴油耦合动态 UPS柴油耦合动态 UPS（集装箱版本）柴油耦合动态 UPS，通过单向离合器将 M/G 电动机- 发电机和引擎相连。市电工作模式下，负载的有功功率能量由市电提供，负载的无功功率由一直旋转（1500RPM）的 M/G 电动机 -发电机提供；M/G 电动机 -发电机负责稳压、稳频，扼流线圈负责隔离输入输出侧谐波；飞轮以 3300RPM 旋转储存动能；离合器此时
8、处于分开状态，引擎 standby 状态市电停电模式下，负载的有功功率能量由飞轮通过 M/G 电动机-发电机提供，负载的无功功率由一直旋转（1500RPM）的 M/G 电动机- 发电机提供； 飞轮转速由 3300RPM 降速释放动能转换为电能；当飞轮降速至一定门限值后，系统通知引擎启动。当引擎达到 1500RPM 后，离合器自动将 M/G 电动机-发电机和引擎相连，之后由引擎驱动 M/G 电动机-发电机工作，给负载供电；同时引擎通过 M/G 电动机-发电机给飞轮充电。四 动态 UPS 的特点及优势1. 极大的节省占地面积无需专用的电池空间和传统的 UPS 室, UPS 放置于柴油机室，极大的节
9、省了数据中心的有效生产空间， 节省了大量的开关柜和电缆需求2. 降低用户的整体拥有成本无需电池，维护量的减少，无需专用空调，极大降低了维护成本，高效率低损耗降低了运营成本，为 IT 设备节省的空间增加了运营效益3. 系统应用的灵活性和适应性客户的需求千变万化，安装环境和系统配置要求也各不相同，但 UBTD 系列应用配置的灵活性和方案的适应性总能为客户提供定制 化的解决方案4. 超强的抗短路能力在市电模式、柴油机模式和电池模式下都能提供 14 x IN 的短路电流， 确保短路负载的及时脱离，(静态 UPS 仅能提供 3 x IN 的电流).5. 100%的动态频率稳定性，100% 突加载突卸载时
10、频率波动 1%6. 自身不会对输入端产生谐波电流，并实现 99%的输入输出谐波隔离吸收7. 无峰值因数限制输出更为稳定纯净的正弦电压(静态 UPS 峰值因数最大为 3：1 )8. 带超前和滞后输出功率因数负载无降额动态 UPS 具有超强的负载负载适应和带载能力，带 0.8 滞后 0.8 超前功率因数的负载时能够提供足额的有功功率. 9. 兼容动态储能和电池储能可以根据应用需求灵活选择采用动态飞轮储能或者是电池储能8. 市电模式下无需无功功率M/G 电动机-发电机作为无功功率发生源，提供负载所需的无功功率 (静态 UPS 需要吸收 60%的无功电流）9. 简单可靠的并机运行强大的自动同步 运行(静态 UPS 需要复杂的同步调控，并且并机数量有限).10. 水冷机型具有更多的优势a) 标准的 UPS 机柜 柜内风冷，无水接触任何器件;b) 更加节省设备占地空间;c) 极低的噪音, 无需单独的风冷设备，冷却模块集成到 UPS 模块中无需 额外的风扇和岁泵。11. 低阻抗, 无需滤波器，无功率电容器提供 14 倍超强的抗短路电流能力； 无大功率电容的使用可极大提升设备可靠性UNIBLOCK 自冷却通风设计，身无需数量众多的电子风扇，无需大量额外制冷系统投入
