科華ups不間斷電源高頻6KVA

科華UPS+儲能的應(yīng)用及效益分析！

現(xiàn)代生活不斷產(chǎn)生并需求很多數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)中心。伴隨著5G、無人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等大數(shù)據(jù)的運用,數(shù)據(jù)中心將會以驚人速度發(fā)展。*,數(shù)據(jù)中心是用電大戶,研究數(shù)據(jù)中心節(jié)能及節(jié)約電費是數(shù)據(jù)中心建造的重點,而數(shù)據(jù)中心不間斷電源體系(UPS)的普遍運用為節(jié)能技術(shù)的運用供給了先天條件。因此,UPS儲能成為近年數(shù)據(jù)中心節(jié)能的熱門話題。本文在此分享數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域UPS+儲能聯(lián)合供電的新概念。
　　
　　1 UPS與儲能體系的運用和痛點
　　
　　(1)UPS的運用和痛點
　　
　　①UPS的運用
　　
　　UPS是在停電時為重要設(shè)備供電,*數(shù)據(jù)中心設(shè)有柴油發(fā)電機時,UPS電池后備時刻要求不低于15min,通常選用鉛酸電池。為了保證數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備供電質(zhì)量和供電可靠性,UPS是必需的,與經(jīng)濟效益無關(guān)。
　　
　?、赨PS痛點
　　
　　•由于很少停電,整個電池生命周期放電次數(shù)很少,電池變成休眠資產(chǎn);
　　
　　•UPS電池長時間處于浮充狀態(tài),電池健康狀況不明;
　　
　　•一般運用鉛酸電池,電池4～5年就要更換。
　　
　　(2)儲能體系的運用和痛點
　　
　?、賰δ荏w系的運用
　　
　　儲能體系首要是削峰填谷,運用峰谷電價差套利。儲能體系不是必需的,沒有經(jīng)濟效益就沒有裝置的價值。
　　
　?、趦δ荏w系的痛點
　　
　　•各地峰谷電價不同,很多當?shù)胤骞入妰r差小,設(shè)置電池儲能體系連出資本錢都收不回來,即使峰谷電價差大的當?shù)?電池儲能出資收益也不是很高,所以很難引起大規(guī)模出資;
　　
　　•一般純儲能項目的回本周期7～8年,用戶或出資方不愿意出資;
　　
　　•由于深度放電會影響電池壽數(shù),所以儲能體系電池要預留部分容量不能運用(鉛碳電池要留30%～40%)。

科華ups不間斷電源高頻6KVA
　　
　　2 SPS體系概念
　　
　　UPS+儲能(Storage Power Supply)簡稱SPS體系,是指UPS和儲能相融合的體系,它的概念是添加裝備電池的容量,而且由鉛酸電池改用鉛碳電池,運用夜間低谷電價時充電,在白天電價時放出部分電量,進行峰谷套利,剩余電量作為UPS備電之用。偶然停電時,電池放電到80%～100%,對電池壽數(shù)影響不大。
　　
　　(1)電池儲能體系(BESS)組成
　　
　　BESS首要由電池體系(Battery System,BS)、功率轉(zhuǎn)換體系(Power Conversion System,PCS)、電池監(jiān)體系(Battery Monitoring System,BMS)、電能辦理體系(Energy Management System,EMS)等4部分組成;一起,在實踐運用中,為便于規(guī)劃、辦理及操控通常將電池體系、PCS、BMS從頭組合成模塊化BESS,而EMS首要用于監(jiān)測、辦理與操控一個或多個模塊化BESS。圖1為BESS的體系結(jié)構(gòu)示意圖。

　(2)UPS儲能系統(tǒng)(SPS,Storage Power Supply)
　　
　?、賁PS是將UPS及儲能系統(tǒng)(UPS+BESS)融合在一起,是完美的儲能備電結(jié)合;
　　
　?、赟PS概念是在新建的UPS系統(tǒng),采用優(yōu)化后適合經(jīng)常放電的UPS系列,并增加UPS的電池容量,不采用鉛酸電池而改用鉛碳電池,利用峰谷電價充放電,每天放出部分電池電量進行套利,馀下電量滿足UPS的后備時間要求;
　　
　?、叟紶柾ｋ姇r放電到80%～100%,對電池壽命影響不大;
　　
　?、芤糟U碳電池50%+30%DOD(兩充兩放),可循環(huán)3,300天計算,每天使用,可使用9年,比一般鉛酸電池壽命長一倍。
　　
　　(3)SPS系統(tǒng)與電池儲能系統(tǒng)比較
　　
　?、賁PS的UPS優(yōu)化后,具有UPS及PCS功能,UPS優(yōu)化成本遠比一個PCS便宜;
　　
　?、谠瓉鞺PS要用2組鉛酸電池(舉例),現(xiàn)改用4組鉛碳電池,只增加兩組電池的成本,比儲能系統(tǒng)要投資4組鉛碳電池少很多;
　　
　　③由于UPS一般有電池房間,所以不用單設(shè)集裝箱,節(jié)省投資;
　　
　?、躑PS與電池房間已設(shè)有空調(diào),所以不需要再額外裝設(shè);
　　
　?、軺PS與電池房間空調(diào)電費已計入原有成本,不會在儲能收益扣除。
　　
　　由此可見,SPS系統(tǒng)所增加的投資(2組鉛碳電池和UPS優(yōu)化費用)比電池儲能系統(tǒng)少很多。SPS系統(tǒng)與電池儲能系統(tǒng)比較見表1。
　　(4)SPS存在問題及解決方法
　　
　?、賁PS存在問題
　　
　　電池大功率放電會嚴重影響鉛酸/鉛碳電池的壽命;
　　
　　電池大功率放電放出的容量遠低于鉛酸/鉛碳電池
　　
　　電池的額定容量;
　　
　　電池容量增加,SPS充電能力要加大;
　　
　　電池每天多次轉(zhuǎn)換充放電模式,可能影響SPS的可靠性。
　　
　　②SPS解決方法
　　
　　•SPS的UPS要有與市電聯(lián)合供電的功能。
　　
　　SPS電池固定以0.1C功率向負載供電,不足的負載功率由市電供應(yīng)。這樣可以降低電池的放電功率,保持電池的循環(huán)壽命及提高電池的可放電容量;
　　
　　•增加SPS充電能力;
　　
　　•UPS廠家需要優(yōu)化UPS,控制策略分為儲能模式和應(yīng)急模式,設(shè)備既要適合天天放電及每天多次充放電轉(zhuǎn)換,又要保持UPS原來的安全可靠性。
　　
　　3 SPS的電池容量配置計算方法
　　
　　SPS的電池容量配置是根據(jù)儲能放電深度(DOD)與UPS需要的備電時間來計算。計算方法及原理如下:
　　
　　UPS備電要求:備電15min,按鉛酸電池標準,電池壽命末期放電容量余下80%,等于備電12min;若以50%DOD計算,SPS要滿足電池末期放電12min,SPS電池容量配置是40min。
　　
　　計算原理:
　　
　　SPS電池容量按40min配置,SPS每天以0.1C放電50%,相當于滿功率放電20min,電池剩余滿功率備電時間20min;在電池末期,電池滿功率可放電總時間是32min(80%),每天仍以0.1C放電50%(相當于滿功率放電20min),余下滿功率備電時間12min。
　　
　　4 SPS的附加效益分析和經(jīng)濟收益計算
　　
　　(1)SPS附加效益
　　
　　①如上SPS配置40min電池,在放電前備電后備時間是40min,儲能放電后,備電時間是20min,兩者都多于15min備電的要求;
　　
　?、赨PS不加儲能時電池在浮充使用,電池健康狀況不明。而SPS天天充放電,由電池放電的電壓可以準確知道電池的健康狀況,這是有用的非經(jīng)濟價值;
　　
　?、劾梅骞入妰r差套利,除了可以收回設(shè)備增加的成本外,還有很佳的節(jié)省電費的收益;
　　
　　④鉛碳電池以50%DOD充放電,可以使用10年,是鉛酸電池壽命的兩倍。壽命周期內(nèi)可以節(jié)省一次更換電池的費用。
　　
　　(2)鉛碳電池經(jīng)濟分析實例(見表2)
　
　　依據(jù)以下條件:
　　
　　•UPS按500kVA計算;
　　
　　•電價以江蘇省峰谷平均電價計算;
　　
　　•電池每天以50%+30%兩充兩放方式(首高峰放電50%,平段充電30%,次高峰放電30%),電池可以使用3,300天(9年);
　　
　　•按滿功率放電與0.1C放電作比較。
　　
　　5 結(jié)束語
　　
　　UPS+儲能是儲能技術(shù)的很好應(yīng)用。近期有很多數(shù)據(jù)中心開始積極研究與嘗試這一新概念。一旦大型數(shù)據(jù)中心廣泛采用SPS,將來中小機房將會仿效,使得儲能系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用形成大趨勢。從國家層面上來說,谷電的利用提高了電能的利用率,實現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置,節(jié)約了能源;對于企業(yè)來說降低了運行成本、提高了經(jīng)濟效益。