經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展，電力已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)最重要的能源基礎。隨著工業(yè)文明的不斷進步，現(xiàn)代工業(yè)對電力質量的要求越來越高，為了保障工業(yè)過程以及日常工作的連續(xù)性，UPS應運而生，成功的解決了電力中斷以及電力質量差的問題，廣泛地應用于工業(yè)控制、通信、醫(yī)療、計算機、交通、銀行、證券等。
科技部近期設立了2億元的電力電子項目專項資金，國家發(fā)改委專門在近期發(fā)文啟動專項課題，用于推進電力電子技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，包括應用裝置的產(chǎn)業(yè)化，重點圍繞節(jié)能、交通、電力、冶金等領域需求，支持應用具有自主知識產(chǎn)權芯片和技術的電力電子裝置，節(jié)能型不間斷電源和新型的電力優(yōu)化裝置顯然就是典型的支持對象。所有能源的應用70%以上需要經(jīng)過電力電子變換裝置，然后再給負載。電力電子電源是節(jié)能減排的有力手段，同時也是保證信息安全、工業(yè)自動化的基石，例如，變頻器的應用將使得電機性負載大幅度節(jié)能，不間斷電源UPS的應用將有效保證信息設備的可靠運行、工業(yè)化制造水平的提升，開關整流器是所有網(wǎng)絡、通信系統(tǒng)能源心臟。信息和工業(yè)自動化水平的發(fā)展，與電力電子電源技術的發(fā)展緊密相關。
UPS電源系統(tǒng)及產(chǎn)品分類
UPS電源系統(tǒng)設備技術是指依托先進功率轉換技術、數(shù)字控制技術、高頻開關變換技術、脈寬調制技術、電磁兼容技術、冗余并機技術、智能充放電技術、網(wǎng)絡技術、驅動技術和新工藝技術等的一門綜合技術。
UPS電源已從上世紀60年代的旋轉發(fā)電機發(fā)展至今天的具有智能化程度的靜止式全電子化電路，并且還在繼續(xù)發(fā)展。目前，UPS電源一般均指靜止式UPS電源，按其工作方式分類可分為后備式、在線互動式及在線式三大類，按照UPS電源功率的大小和應用領域有以下的分類方式：
1、按照UPS功率大小分類，UPS電源系統(tǒng)按其應用的功率可分為：大、中、小三個分區(qū)類別。小功率UPS電源系統(tǒng)定義為：功率小于3kVA的UPS電源產(chǎn)品；中等功率UPS電源系統(tǒng)定義為：大于等于3kVA同時小于10kVA的UPS電源產(chǎn)品；大功率UPS電源系統(tǒng)定義為：大于或等于10kVA的UPS電源產(chǎn)品。
2、按照UPS應用領域分類，UPS電源系統(tǒng)按其應用領域可分為：信息設備用UPS電源系統(tǒng)設備和工業(yè)動力用UPS電源系統(tǒng)設備二個大類別。第一類信息設備用UPS電源系統(tǒng)設備主要應用于：信息產(chǎn)業(yè)、IT行業(yè)、交通、金融行業(yè)、航空航天工業(yè)等計算機信息系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中心等的安全保護問題。第二類工業(yè)動力用UPS電源系統(tǒng)設備主要應用于：工業(yè)動力設備行業(yè)電力、鋼鐵、有色金屬、煤炭、石油化工、建筑、醫(yī)藥、汽車、食品、軍事等領域，作為所有電力自動化工業(yè)系統(tǒng)設備、遠方執(zhí)行系統(tǒng)設備、高壓斷路器的分合閘、繼電保護、自動裝置、信號裝置等的交、直流不間斷電源設備，保證工業(yè)自動化動力供給的可靠性。
UPS電源發(fā)展趨勢
市場需求促進了UPS性能的不斷提高，科技的進步則推動了UPS技術了不斷的向前發(fā)展，使UPS向高頻化、冗余并聯(lián)化、 數(shù)字化、可靠化、智能化、綠色化、經(jīng)濟化發(fā)展。
市場需求方面：
(1)大容量級別的UPS將達到9000臺/每年的需要，并以10％以上速度不斷增長，小機市場“火爆”，市場潛力巨大。
(2)產(chǎn)品性能/價格比是贏得市場占有率的永恒主題。
(3)企業(yè)要走出跨國經(jīng)營，不僅要創(chuàng)出國際品牌，還要使品牌在跨國經(jīng)營中“本土化”。要想在市場上長久發(fā)展，除提高性價比外，本土品牌的UPS電源廠家必須加大技術和研發(fā)投入，提升綜合實力，還要提高服務質量，以適應市場產(chǎn)品深層次競爭的兼并整合狀態(tài)。
技術方面：
(1)高頻化：第一代UPS的功率開關為可控硅，第二代為大功率晶體管或場效應管，第三代為IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。
大功率晶體管或場效應管開關速度比可控硅要高一個數(shù)量級，而IGBT功率器件電流容量和速率又比大功率晶體管或場效應管大得多和快的多，使功率變換電路的工作頻率高達50kHz。
應用新工藝器件，并采用柔性切換技術，來解決由于切換損耗導致的高頻限制，實現(xiàn)UPS電源高頻化。變換電路頻率的提高，使得用于濾波的電感、電容以及噪音、體積等大為減少，使UPS效率、動態(tài)響應特性和控制精度等大為提高。
(2)冗余并聯(lián)化：在一臺電子設備中，我們可以把控制電路集中起來作為一個獨立的可插拔的模塊，也可以把功率變換部分集中在一個結構中做為一個可熱插拔的模塊，同樣，在一個配置有多種(臺)設備的供電系統(tǒng)中，我們也可以把每種(臺)設備看做一個模塊，在冗余熱備份配置的情況下，同樣可以做到故障后進行熱插拔修復。當代的技術先進的UPS都具備直接并機功能，如果把這樣的UPS兩臺冗余并聯(lián)起來，并使兩臺輸出的總容量大于等于負載容量的二倍，當其中一臺發(fā)生故障時，另一臺可承擔全部負載容量而保持系統(tǒng)繼續(xù)正常運行，已故障的一臺可脫機修復。這無異于把系統(tǒng)的等效平均修復時間降到接近于零，只有兩臺UPS同時發(fā)生故障時，系統(tǒng)才停止運行，而這種幾率是很小的。
(3)數(shù)字化：數(shù)字控制已成為新型UPS控制技術發(fā)展的主流，數(shù)字控制器具有精度高，抗干擾能力強，易于實現(xiàn)對UPS的 檢測、故障診斷和隔離，易于實現(xiàn)遙控遙測，實現(xiàn)多臺UPS的并聯(lián)和熱插拔，易于實現(xiàn)對蓄電池的監(jiān)控和管理。采用數(shù)字控制技術、數(shù)據(jù)采集技術、信號處理技術、電源管理技術、網(wǎng)絡通信技術、計算機硬件及軟件技術來實現(xiàn)的電源實現(xiàn)了人機完美結合。
(4)可靠化：對于使用者來說，要求UPS具有足夠的輸出能力及可靠性，否則就會影響負載的運行，甚至構成新的故障源。采用先進的工藝封裝技術、高度的集成化技術、運用高品質的元器件和原材料，不斷提高UPS電源的可靠性和可用性，力爭可用性A為0．9999999，也就是說，一年之中允許停機時間≤3s。這些數(shù)據(jù)才是用戶真正需要的結果。
(5)智能化：微處理器在UPS上的應用，過去只在大、中型UPS上采用，但近年來已逐漸向小型、微型UPS方面發(fā)展，其帶來的結果是UPS的智能化發(fā)展，包括控制、檢測和通信。UPS逐漸由計算機來進行管理，并且計算機及外設能“自主”應付一些可能預見到的問題，能進行自動管理和調整，如自動關閉宿主計算機的操作系統(tǒng)并關閉其電源，定時開關UPS本身等，并能將有關信號通過網(wǎng)絡傳遞給操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡管理員，便于進行遠程管理。真正的做到計算機集中監(jiān)控代替人力職守，又計算機的智能化實現(xiàn)人們的“傻瓜操作”。
(6)綠色化：各種用電設備及電源裝置產(chǎn)生的諧波電流嚴重污染電網(wǎng)，隨著各種政策法規(guī)的出臺，對無污染的綠色電源裝置的呼聲越來越高。UPS除加裝高效輸入濾波器外，還應在電網(wǎng)輸入端采用功率因數(shù)校正技術，這樣既可消除本身由于整流濾波電路產(chǎn)生的諧波電流，又可補償輸人功率因數(shù)。整流器使用IGBT技術，可將輸入功率因數(shù)提高到接近于一，對電網(wǎng)的污染已降到了近似阻性負載的水平。另外，高頻脈寬調制技術、多脈沖整流技術、電磁屏蔽和濾波技術、廣義的軟開關技術、串并聯(lián)補償技術等技術也是實現(xiàn)UPS綠色化的有效途徑。
(7)經(jīng)濟化：低成本高性能的高頻機也將在一段時間之后成為市場的主流機型。
UPS電源在工業(yè)動力設備市場的前景分析
工業(yè)動力UPS電源系統(tǒng)設備主要應用于：工業(yè)動力設備行業(yè)電力、鋼鐵、有色金屬、煤炭、石油化工、建筑、醫(yī)藥、汽車、食品、軍事等領域，作為所有電力自動化工業(yè)系統(tǒng)設備、遠方執(zhí)行系統(tǒng)設備、高壓斷路器的分合閘、繼電保護、自動裝置、信號裝置等的交、直流不間斷電源設備，保證工業(yè)自動化動力供給的可靠性。工業(yè)動力用不間斷電源是不間斷電源產(chǎn)品中的高端產(chǎn)品，涉及大功率(可能達到兆瓦級)能量變換的電力電子技術、數(shù)字化控制技術、交流電源并聯(lián)冗余技術、有源諧波抑制技術、大功率產(chǎn)品制造技術等。顯然，一般的電源企業(yè)無法進入該領域，只有已經(jīng)擁有大功率電力電子技術和系列產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、服務能力，并積累相應工業(yè)應用經(jīng)驗的企業(yè)，才能做好工業(yè)動力不間斷電源系統(tǒng)的設計、生產(chǎn)、市場服務。傳統(tǒng)UPS廠家在這些地方采用的UPS電源往往是具備適應工業(yè)自然環(huán)境的UPS電源產(chǎn)品，而不是適應工業(yè)電氣環(huán)境、感性動力負載特性的真正工業(yè)動力設備用不間斷電源。
在電信、金融等行業(yè)的采購規(guī)模與以前相比出現(xiàn)了穩(wěn)步增長期間，有專業(yè)機構作出的調查表明，由于這兩個行業(yè)的硬件投資比重會逐漸減少，加上這兩個行業(yè)的UPS電源保有率較高，因此其UPS電源需求不太可能出現(xiàn)大的增長，預計未來的市場份額將逐漸下降。相反，一些以往占市場比重不大的行業(yè)如制造業(yè)、交通業(yè)、能源業(yè)等對UPS電源的需求呈現(xiàn)出快速增長的勢頭，特別是制造業(yè)中，中小企業(yè)的大規(guī)模崛起，更成為帶動UPS電源市場增長的新動力源泉。
工業(yè)動力UPS電源系統(tǒng)設備市場銷售額隨著工業(yè)自動化成套設備和設備更新改造的飛速發(fā)展，隨著重工業(yè)化時期的來臨，中國工業(yè)化、城市化進程加快，全球產(chǎn)業(yè)鏈加速向中國轉移。依據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析其數(shù)據(jù)特征，工業(yè)動力UPS電源系統(tǒng)設備市場潛力巨大。
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