“安全供電中心”概念及解決方案概述
2007/5/22 9:23:15
深圳科士達(dá)科技股份有限公司 供稿
現(xiàn)階段，我們應(yīng)用到的UPS基本都是孤立存在的，在整個(gè)供電系統(tǒng)里，UPS就形成了一個(gè)分立的信息孤島。首先，它不能和其他設(shè)備互連，其次，它只能被動(dòng)的進(jìn)行供電方式的選擇。從這種意義上說，UPS只是提供了一種應(yīng)急供電的角色。
概念及產(chǎn)生的必然性
構(gòu)建“安全的供電中心”是科士達(dá)公司最先提出來的，我們可以從以下面兩個(gè)方面來理解“安全供電”的涵義。
先來簡(jiǎn)單描述UPS的功能：UPS做為一個(gè)不間斷供電設(shè)備，它的作用就是在市電電壓異常：過高、過低、中斷、頻率異常等情況下，不間斷的轉(zhuǎn)換到蓄電池供電，從而確保設(shè)備的連續(xù)供電，防止突然的停電導(dǎo)致的損失。大容量UPS因?yàn)樗╇姷脑O(shè)備眾多，因此一般情況下用戶會(huì)自備柴油發(fā)電機(jī)，從而保障在長(zhǎng)時(shí)間停電的情況下，設(shè)備仍然可以得到供電保障。
從上面的敘述我們可以看到，第一，UPS的可靠供電，除了受UPS本身供電的可靠性約束外，還受到蓄電池、柴油發(fā)電機(jī)本身供電可靠性的制約。眾所周知，目前市面上銷售的蓄電池質(zhì)量參差不齊，另一方面，UPS所需要的直流電壓一般又比較高，大容量、三進(jìn)三出的UPS系統(tǒng)的蓄電池?cái)?shù)量一般要求在32節(jié)到40 節(jié)之間。而蓄電池是需要串聯(lián)使用的，一旦串聯(lián)其中的一個(gè)或者幾個(gè)蓄電池出現(xiàn)了問題，UPS的后備時(shí)間將會(huì)大大縮短，這必然導(dǎo)致了UPS的功能的喪失，這給整個(gè)供電系統(tǒng)帶來了很大的風(fēng)險(xiǎn)。而UPS本身受功能的限制，不能對(duì)單節(jié)電池進(jìn)行檢測(cè)，只能對(duì)整組電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，這樣單顆電池失效是很難發(fā)現(xiàn)的。
其次，而柴油發(fā)電機(jī)的供電品質(zhì)差別也很大,特別容易出現(xiàn)頻率飄移的現(xiàn)象,同時(shí)隨著供電時(shí)間延長(zhǎng),柴油的用量逐漸減少,也必然導(dǎo)致突然的供電中斷。
由此，“安全的供電中心”就隨之產(chǎn)生了，科士達(dá)公司本著”構(gòu)筑安全供電中心”的理念，投入了大量的人力、物力，歷時(shí)1年半，成功的開發(fā)了全新系列的Hipower大容量UPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)定位在國(guó)內(nèi)外高端UPS系列，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)水平。
系統(tǒng)架構(gòu)
我們通過前期的理念驗(yàn)證、后期的研發(fā)、再到實(shí)踐的檢驗(yàn)，探究出了一條解決上述問題的突破口，并首先對(duì)供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了突破。
圖1是科士達(dá)公司“安全供電中心”的系統(tǒng)架構(gòu)圖，從中我們可以看出，在整個(gè)系統(tǒng)里UPS不僅僅是作為一個(gè)不間斷供電的設(shè)備，同時(shí)作為本地一個(gè)小型的集中監(jiān)控器存在，它通過RS485總線，可以接入智能柴油發(fā)電機(jī)、智能低壓配電柜、蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)，這樣UPS就可以實(shí)時(shí)得到整個(gè)供電單元的情況，從而主動(dòng)選擇最優(yōu)的供電方案。這一理念在業(yè)界是被首次提出和使用的，它提供了完整的安全供電概念。
解決方案及分析
隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，尤其是以隧道、高速公路等領(lǐng)域的發(fā)展，行業(yè)對(duì)供電系統(tǒng)的要求越來越高，管理者們希望對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)操作的簡(jiǎn)單化，通過控制供電系統(tǒng)的核心設(shè)備--UPS，從而達(dá)到對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的控制。
隧道供電的問題
隧道照明是隧道改善交通狀況必不可少的部分，創(chuàng)造優(yōu)良、安全、持續(xù)的供電環(huán)境，是確保隧道正常通行的基礎(chǔ)。
目前，隧道的供電系統(tǒng)存在著諸多問題和隱患。首先，隧道的路段通常位于山區(qū)，電力供應(yīng)路線長(zhǎng)，電力環(huán)境非常惡劣。其次，由于山區(qū)氣候普遍變化無常，氣溫相差較大，這對(duì)供電系統(tǒng)也提出了更高的要求。再次，還有一部分山區(qū)使用的是農(nóng)用電力發(fā)電機(jī)，農(nóng)網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，這對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。最后，由于隧道長(zhǎng)期無人把守，出現(xiàn)了故障得不到及時(shí)排除，這給隧道監(jiān)控和事故排除帶來了不便和很多隱患。
需求分析及解決方案
根據(jù)以上隧道供電的特殊情況，科士達(dá)公司作出了具體供電需求分析：首先，隧道這樣的特殊路段用電強(qiáng)度大、使用頻率高、負(fù)荷強(qiáng)，因此對(duì)持續(xù)供電的保障要求高、并要求產(chǎn)品的穩(wěn)定性能要好。其次，隧道之間里程相對(duì)較長(zhǎng)、跨度較大，靈敏的地地域服務(wù)和響應(yīng)是必要的，因此要有良好的主動(dòng)服務(wù)意識(shí)。其次，隧道供電系統(tǒng)要與現(xiàn)有的系統(tǒng)有良好的兼容性，從而有效節(jié)約日常維護(hù)成本，提高管理效率。最后，在UPS上采用小型的集中監(jiān)控器，便于系統(tǒng)中心進(jìn)行集中管理和維護(hù)。
針對(duì)以上隧道特殊的電網(wǎng)環(huán)境，科士達(dá)研發(fā)了Hipower系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品提供了更強(qiáng)的負(fù)載能力，負(fù)載兼容性更好，從而保障了隧道路段要地用電的穩(wěn)定性。
更重要的是，該系列產(chǎn)品使UPS更加智能化，通過本地通訊接口可以實(shí)現(xiàn)“三搖”：搖測(cè)、搖信、搖調(diào)，并能夠接入Internet，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的工作。通過將供電系統(tǒng)中每一種設(shè)備的管理集中到統(tǒng)一的UPS監(jiān)控器中，改變了原來對(duì)單一UPS的管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。
概念及產(chǎn)生的必然性
構(gòu)建“安全的供電中心”是科士達(dá)公司最先提出來的，我們可以從以下面兩個(gè)方面來理解“安全供電”的涵義。
先來簡(jiǎn)單描述UPS的功能：UPS做為一個(gè)不間斷供電設(shè)備，它的作用就是在市電電壓異常：過高、過低、中斷、頻率異常等情況下，不間斷的轉(zhuǎn)換到蓄電池供電，從而確保設(shè)備的連續(xù)供電，防止突然的停電導(dǎo)致的損失。大容量UPS因?yàn)樗╇姷脑O(shè)備眾多，因此一般情況下用戶會(huì)自備柴油發(fā)電機(jī)，從而保障在長(zhǎng)時(shí)間停電的情況下，設(shè)備仍然可以得到供電保障。
從上面的敘述我們可以看到，第一，UPS的可靠供電，除了受UPS本身供電的可靠性約束外，還受到蓄電池、柴油發(fā)電機(jī)本身供電可靠性的制約。眾所周知，目前市面上銷售的蓄電池質(zhì)量參差不齊，另一方面，UPS所需要的直流電壓一般又比較高，大容量、三進(jìn)三出的UPS系統(tǒng)的蓄電池?cái)?shù)量一般要求在32節(jié)到40 節(jié)之間。而蓄電池是需要串聯(lián)使用的，一旦串聯(lián)其中的一個(gè)或者幾個(gè)蓄電池出現(xiàn)了問題，UPS的后備時(shí)間將會(huì)大大縮短，這必然導(dǎo)致了UPS的功能的喪失，這給整個(gè)供電系統(tǒng)帶來了很大的風(fēng)險(xiǎn)。而UPS本身受功能的限制，不能對(duì)單節(jié)電池進(jìn)行檢測(cè)，只能對(duì)整組電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，這樣單顆電池失效是很難發(fā)現(xiàn)的。
其次，而柴油發(fā)電機(jī)的供電品質(zhì)差別也很大,特別容易出現(xiàn)頻率飄移的現(xiàn)象,同時(shí)隨著供電時(shí)間延長(zhǎng),柴油的用量逐漸減少,也必然導(dǎo)致突然的供電中斷。
由此，“安全的供電中心”就隨之產(chǎn)生了，科士達(dá)公司本著”構(gòu)筑安全供電中心”的理念，投入了大量的人力、物力，歷時(shí)1年半，成功的開發(fā)了全新系列的Hipower大容量UPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)定位在國(guó)內(nèi)外高端UPS系列，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)水平。
系統(tǒng)架構(gòu)
我們通過前期的理念驗(yàn)證、后期的研發(fā)、再到實(shí)踐的檢驗(yàn)，探究出了一條解決上述問題的突破口，并首先對(duì)供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了突破。
圖1是科士達(dá)公司“安全供電中心”的系統(tǒng)架構(gòu)圖，從中我們可以看出，在整個(gè)系統(tǒng)里UPS不僅僅是作為一個(gè)不間斷供電的設(shè)備，同時(shí)作為本地一個(gè)小型的集中監(jiān)控器存在，它通過RS485總線，可以接入智能柴油發(fā)電機(jī)、智能低壓配電柜、蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)，這樣UPS就可以實(shí)時(shí)得到整個(gè)供電單元的情況，從而主動(dòng)選擇最優(yōu)的供電方案。這一理念在業(yè)界是被首次提出和使用的，它提供了完整的安全供電概念。
解決方案及分析
隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，尤其是以隧道、高速公路等領(lǐng)域的發(fā)展，行業(yè)對(duì)供電系統(tǒng)的要求越來越高，管理者們希望對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)操作的簡(jiǎn)單化，通過控制供電系統(tǒng)的核心設(shè)備--UPS，從而達(dá)到對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的控制。
隧道供電的問題
隧道照明是隧道改善交通狀況必不可少的部分，創(chuàng)造優(yōu)良、安全、持續(xù)的供電環(huán)境，是確保隧道正常通行的基礎(chǔ)。
目前，隧道的供電系統(tǒng)存在著諸多問題和隱患。首先，隧道的路段通常位于山區(qū)，電力供應(yīng)路線長(zhǎng)，電力環(huán)境非常惡劣。其次，由于山區(qū)氣候普遍變化無常，氣溫相差較大，這對(duì)供電系統(tǒng)也提出了更高的要求。再次，還有一部分山區(qū)使用的是農(nóng)用電力發(fā)電機(jī)，農(nóng)網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，這對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。最后，由于隧道長(zhǎng)期無人把守，出現(xiàn)了故障得不到及時(shí)排除，這給隧道監(jiān)控和事故排除帶來了不便和很多隱患。
需求分析及解決方案
根據(jù)以上隧道供電的特殊情況，科士達(dá)公司作出了具體供電需求分析：首先，隧道這樣的特殊路段用電強(qiáng)度大、使用頻率高、負(fù)荷強(qiáng)，因此對(duì)持續(xù)供電的保障要求高、并要求產(chǎn)品的穩(wěn)定性能要好。其次，隧道之間里程相對(duì)較長(zhǎng)、跨度較大，靈敏的地地域服務(wù)和響應(yīng)是必要的，因此要有良好的主動(dòng)服務(wù)意識(shí)。其次，隧道供電系統(tǒng)要與現(xiàn)有的系統(tǒng)有良好的兼容性，從而有效節(jié)約日常維護(hù)成本，提高管理效率。最后，在UPS上采用小型的集中監(jiān)控器，便于系統(tǒng)中心進(jìn)行集中管理和維護(hù)。
針對(duì)以上隧道特殊的電網(wǎng)環(huán)境，科士達(dá)研發(fā)了Hipower系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品提供了更強(qiáng)的負(fù)載能力，負(fù)載兼容性更好，從而保障了隧道路段要地用電的穩(wěn)定性。
更重要的是，該系列產(chǎn)品使UPS更加智能化，通過本地通訊接口可以實(shí)現(xiàn)“三搖”：搖測(cè)、搖信、搖調(diào)，并能夠接入Internet，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的工作。通過將供電系統(tǒng)中每一種設(shè)備的管理集中到統(tǒng)一的UPS監(jiān)控器中，改變了原來對(duì)單一UPS的管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。
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