產(chǎn)品詳情
很多人認(rèn)為蓄電池是不需要維護(hù)的，尤其是在使用UPS電源時(shí)，這種想法就更加明顯。但實(shí)際上，由于蓄電池缺乏維護(hù)而導(dǎo)致的問(wèn)題在UPS的全部故障占比中相當(dāng)高。所以，例行對(duì)UPS的蓄電池進(jìn)行維護(hù)，將很大程度上延長(zhǎng)UPS的蓄電池壽命并降低故障率。本篇文章就將為大家介紹UPS電池的維護(hù)方法。
保持適宜的環(huán)境溫度
通常來(lái)說(shuō)，影響電池壽命較大的因素是環(huán)境溫度。一般電池生產(chǎn)廠家要求的環(huán)境溫度是在20-25℃之間。雖然溫度的升高對(duì)電池放電能力有所提高，但付出的代價(jià)卻是電池的壽命大大縮短。據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，環(huán)境溫度一旦超過(guò)25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護(hù)的密封鉛酸蓄電池，設(shè)計(jì)壽命普遍是5年，這在電池生產(chǎn)廠家要求的環(huán)境下才能達(dá)到。達(dá)不到規(guī)定的環(huán)境要求，其壽命的長(zhǎng)短就有很大的差異。另外，環(huán)境溫度的提高，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部化學(xué)活性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生大量的熱能，又會(huì)反過(guò)來(lái)促使周?chē)h(huán)境溫度升高，這種惡性循環(huán)，會(huì)加速縮短電池的壽命。
定期充電放電
UPS電源中的浮充電壓和放電電壓，在出廠時(shí)均已調(diào)試到額定值，而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的，使用中應(yīng)合理調(diào)節(jié)負(fù)載，比如控制微機(jī)等電子設(shè)備的使用臺(tái)數(shù)。一般情況下，負(fù)載不宜超過(guò)UPS額定負(fù)載的60%.在這個(gè)范圍內(nèi)，電池的放電電流就不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度放電。
UPS因長(zhǎng)期與市電相連，在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中，蓄電池會(huì)長(zhǎng)期處于浮充電狀態(tài)，日久就會(huì)導(dǎo)致電池化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2-3個(gè)月應(yīng)完全放電一次，放電時(shí)間可根據(jù)蓄電池的容量和負(fù)載大小確定。一次全負(fù)荷放電完畢后，按規(guī)定再充電8小時(shí)以上。
利用通訊功能
目前，絕大多數(shù)大、中型UPS都具備與微機(jī)通訊和程序控制等可操作性能。在微機(jī)上安裝相應(yīng)的軟件，通過(guò)串/并口連接UPS，運(yùn)行該程序，就可以利用微機(jī)與 UPS進(jìn)行通訊。一般具有信息查詢、參數(shù)設(shè)置、定時(shí)設(shè)定、自動(dòng)關(guān)機(jī)和報(bào)警等功能。通過(guò)信息查詢，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負(fù)載利用率、電池容量利用率、機(jī)內(nèi)溫度和市電頻率等信息;通過(guò)參數(shù)設(shè)置，可以設(shè)定UPS基本特性、電池可維持時(shí)間和電池用完告警等。通過(guò)這些智能化的操作，大大方便了 UPS電源及其蓄電池的使用管理。
及時(shí)更換廢/壞電池
目前大中型UPS電源配備的蓄電池?cái)?shù)量，從3只到80只不等，甚至更多。這些單個(gè)的電池通過(guò)電路連接構(gòu)成電池組，以滿足UPS直流供電的需要。在UPS連續(xù)不斷的運(yùn)行使用中，因性能和質(zhì)量上的差別，個(gè)別電池性能下降、儲(chǔ)電容量達(dá)不到要求而損壞是難免的。當(dāng)電池組中某個(gè)/些電池出現(xiàn)損壞時(shí)，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)每只電池進(jìn)行檢查測(cè)試，排除損壞的電池。更換新的電池時(shí)，應(yīng)該力求購(gòu)買(mǎi)同廠家同型號(hào)的電池，禁止防酸電池和密封電池、不同規(guī)格的電池混合使用。
數(shù)據(jù)中心的用電量約占到全球用電量的1%。運(yùn)營(yíng)商在數(shù)據(jù)中心部署不間斷電源（UPS）系統(tǒng)，以便限度地減少因供電不穩(wěn)定而造成的中斷，從而提高數(shù)據(jù)中心的可靠性。然而，新的技術(shù)支持UPS與電網(wǎng)交互，為更具可持續(xù)性的數(shù)據(jù)中心賦能。在數(shù)據(jù)中心，IT 設(shè)備由 UPS 系統(tǒng)供電來(lái)降低故障風(fēng)險(xiǎn)。UPS已經(jīng)具備諸多優(yōu)點(diǎn)，包括高效率、較小的占用空間、改進(jìn)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和監(jiān)控。如今，該技術(shù)甚至能夠與電網(wǎng)交互。
新技術(shù)為智能電網(wǎng)賦能
電網(wǎng)（electric grid）由輸電線路、變電站、變壓器以及其它將電力從電廠輸送到用戶的部件組成。它通常被稱(chēng)為“the grid”。設(shè)備、電池、自動(dòng)化、計(jì)量和監(jiān)控方面的新技術(shù)正在使智能電網(wǎng)成為可能。智能電網(wǎng)是一種允許電力公司與用戶或供應(yīng)商與消費(fèi)者之間進(jìn)行雙向交互傳感和通信的能力。這代表著分布式能源在助力電網(wǎng)方面擁有巨大機(jī)會(huì)，其中包括UPS和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(BESS)。
具有這種能力的UPS通常被稱(chēng)為面向智能電網(wǎng)（smart grid ready）、電網(wǎng)交互式的分布式能源(DER)或UPSaaR (UPS作為備用電源)，我們把它們稱(chēng)為面向智能電網(wǎng)的UPS?；跀?shù)據(jù)中心行業(yè)當(dāng)前的運(yùn)營(yíng)情況、優(yōu)先事項(xiàng)和機(jī)遇，我們預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)中心將成為該技術(shù)的重要舞臺(tái)。
電網(wǎng)交互式UPS
在數(shù)據(jù)中心，IT設(shè)備(服務(wù)器、存儲(chǔ)和交換機(jī))由UPS系統(tǒng)供電，UPS系統(tǒng)對(duì)電源線進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止電源干擾，包括中斷、欠壓、過(guò)壓、閃變、瞬變事件和諧波失真。UPS系統(tǒng)需要得到適當(dāng)?shù)牟僮骱途S護(hù)，從而提高可靠性、降低故障概率。在典型應(yīng)用中， UPS電池僅在停電情況下使用。對(duì)數(shù)據(jù)中心行業(yè)來(lái)說(shuō)，使UPS能夠與電網(wǎng)進(jìn)行交互是一種新方法—通過(guò)這種方法，數(shù)據(jù)中心行業(yè)將獲益良多。
鋰離子電池的激增和電網(wǎng)互動(dòng)(或并網(wǎng))UPS系統(tǒng)的引入，使這種能源管理不僅成為可能，而且得到了廣泛的應(yīng)用。
電網(wǎng)交互式UPS系統(tǒng)可以在微電網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行，并將電力回饋電網(wǎng)。這項(xiàng)技術(shù)允許組織的UPS電池中存儲(chǔ)的能量在非高峰時(shí)間回售給公用事業(yè)公司，為公用事業(yè)提供商提供電網(wǎng)平衡服務(wù)，并為數(shù)據(jù)中心組織創(chuàng)造收入。而且它可以做到這一點(diǎn)，而不會(huì)影響您的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的IT恢復(fù)能力。
這些電網(wǎng)交互式UPS系統(tǒng)利用了鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)，特別是運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)、充放電速度更快和循環(huán)能力更高。采用鋰離子電池的電網(wǎng)交互式UPS可以輕松地提供足夠快的響應(yīng)，以滿足頻率控制需求，支持各種創(chuàng)收服務(wù)，并通過(guò)需求管理提供節(jié)省成本的機(jī)會(huì)。例如，組織可以在高峰時(shí)段關(guān)閉電網(wǎng)并使用電池，以避免支付高額現(xiàn)貨電費(fèi)，并幫助公用事業(yè)提供商管理高峰需求。
毫不夸張地說(shuō)，配備鋰離子電池的電網(wǎng)互動(dòng)UPS系統(tǒng)甚至可以為脫碳和更可持續(xù)的能源戰(zhàn)略做出貢獻(xiàn)。我們?nèi)蕴幱谶@些技術(shù)的早期，但它們肯定會(huì)成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)持續(xù)努力管理能源消耗和碳排放的重要工具。
下一步將采用面向智能電網(wǎng)的UPS技術(shù)
施耐德電氣、Vertiv和Eaton等公司已經(jīng)在提供面向智能電網(wǎng)的UPS。下圖展示了面向智能電網(wǎng)的UPS方塊圖，其中雙向箭頭表示能量可以根據(jù)應(yīng)用流向任何方向。我們可以總結(jié)出不同的運(yùn)行模式:標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行、能源需求管理、快速頻率響應(yīng)以及助力電網(wǎng)。
標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行: UPS和BESS為關(guān)鍵負(fù)載提供所需的能源，防止停電或其它電源干擾事件引發(fā)停工。根據(jù)電源故障的持續(xù)時(shí)間，發(fā)電機(jī)可以成為解決方案的組成部分。因此，在電網(wǎng)或發(fā)電機(jī)運(yùn)行的大部分時(shí)間， BESS不會(huì)被使用—這可以被理解為未充分利用的資源。借助UPS面向智能電網(wǎng)的能力，可通過(guò)其它運(yùn)行模式提高資源利用率。盡管如此，牢記可靠性至關(guān)重要，并且UPS系統(tǒng)必須在斷電時(shí)確保關(guān)鍵負(fù)載所需的運(yùn)行時(shí)間。
能源需求管理: 在這種運(yùn)行模式下，我們考慮通過(guò)調(diào)節(jié)來(lái)減少、壓低或轉(zhuǎn)移用戶的能源需求。我們利用UPS和BESS來(lái)提供負(fù)載向電網(wǎng)索取的全部或部分能源。這種運(yùn)行方式減少了用戶的能源需求，有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定。此外，BESS可以在能源價(jià)格較低的低需求時(shí)段充電。能源峰值調(diào)整是一種常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)景，即在能源需求的高峰時(shí)段（通常價(jià)格更高）減少購(gòu)買(mǎi)公用事業(yè)公司的能源。
快速頻率響應(yīng): 太陽(yáng)能和風(fēng)能等可變可再生能源的使用給電網(wǎng)穩(wěn)定性帶來(lái)了額外的挑戰(zhàn)。能源供給與消耗的平衡情況會(huì)影響電力系統(tǒng)的頻率?？焖兕l率響應(yīng)是UPS的另一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，可配合將可再生能源整合到電網(wǎng)的工作?？焖夙憫?yīng)的BESS可實(shí)時(shí)提高電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性。
助力電網(wǎng): 該技術(shù)使UPS和BESS能夠作為一種雙向分布式能源向電網(wǎng)供電。它們可以成為分布式能源的一部分，以微電網(wǎng)等形式連接到電網(wǎng)。這個(gè)概念提供了一個(gè)去中心化、模塊化、更靈活的解決方案，其中的資源更靠近所服務(wù)的負(fù)載。它有時(shí)被稱(chēng)為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)(DESS)。由于需要滿足特定的技術(shù)要求，政府、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
概括來(lái)說(shuō)，面向智能電網(wǎng)的UPS和BESS有助于更高效、可持續(xù)的能源使用，同時(shí)提高系統(tǒng)的靈活性。能源需求管理和儲(chǔ)能技術(shù)使可變可再生能源的整合成為可能。
“雙碳”目標(biāo)加速綠色數(shù)據(jù)中心變革
碳達(dá)峰、碳中和是近兩年比較熱的詞匯。為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，世界各國(guó)都在積極采取行動(dòng)加快實(shí)現(xiàn)碳中和，中國(guó)也在其列。2020年9月，中國(guó)宣布力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到二氧化碳排放峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的背景下，數(shù)據(jù)中心作為“新基建”的數(shù)字基底，也被賦予更多期望。
眾所周知，在當(dāng)下這個(gè)數(shù)據(jù)爆發(fā)增長(zhǎng)的時(shí)代，數(shù)據(jù)中心的處理能力和存儲(chǔ)容量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，對(duì)能源的消耗也水漲船高，艾瑞咨詢的研究顯示，當(dāng)前電力成本已經(jīng)占數(shù)據(jù)中心整體運(yùn)營(yíng)支出中的一半以上，可以肯定的是，數(shù)據(jù)中心已成為主要的碳排放源之一。因此，要實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，打造綠色數(shù)據(jù)中心至關(guān)重要。
為了加速綠色低碳數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，國(guó)家層面也出臺(tái)了一些政策為其助力。今年5月，等四部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》的通知中指出，隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)度加快，迫切需要推動(dòng)數(shù)據(jù)中心合理布局、供需平衡、綠色集約和互聯(lián)互通，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系，促進(jìn)數(shù)據(jù)要素流通應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色高質(zhì)量發(fā)展。
不久前，印發(fā)的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“行動(dòng)計(jì)劃”）中更是明確，用3年時(shí)間，基本形成布局合理、技術(shù)先進(jìn)、綠色低碳、算力規(guī)模與數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相適應(yīng)的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局。到2021年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心平均利用率力爭(zhēng)提升到55%以上，，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.35以下，到2023年底降至1.3以下。
值得注意的是，數(shù)據(jù)中心是用能非常集中的大型設(shè)施，要想實(shí)現(xiàn)綠色低碳需求并非易事。對(duì)此，、中國(guó)原副院長(zhǎng)鄔賀銓認(rèn)為，要實(shí)施數(shù)據(jù)中心綠色低碳運(yùn)行方式，就需要做到：優(yōu)化選址，形成自然風(fēng)洞效應(yīng)；疊加光伏、綜合供能、高效致冷、余熱循環(huán)利用；通過(guò)數(shù)據(jù)清洗與標(biāo)注提升存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，減少無(wú)效數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，冷熱數(shù)據(jù)分開(kāi)存放；云邊端協(xié)同優(yōu)化數(shù)據(jù)處理效率。
