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發布日期：2022-04-26 點擊率：160
UPS的分類方法有很多，從儲能方式可以大致分為動態UPS和靜態UPS，動態UPS和靜態UPS又可以細分為后備式，在線互動式，在線雙轉換式等；從技術上有工頻高頻之分，高頻機中又細分為塔式機和模塊化。
1.動態UPS分類
動態UPS的不間斷供電是通過旋轉部件釋放動能，靜態UPS以蓄電池為儲能工具，動態UPS的典型代表是飛輪UPS，靜態UPS目前市場應用最多的是雙在線轉換式UPS。
動態飛輪UPS經過幾十年的發展與改進，在大功率UPS市場有著獨樹一幟的應用。市場上應用的飛輪UPS主要有如下幾種。
a).在線雙變換式飛輪UPS（典型代表：Vycon解決方案)
這種結構與在線雙變換式UPS非常相像，區別在于，使用飛輪代替了電池進行儲能，需要搭配傳統UPS進行使用，因此應用比較局限。
Vycon于2002年成立，專門從事飛輪儲能研發生產。產品主要應用在北美。該飛輪后備時間可以達到15~90s。
b).旋轉在線式飛輪UPS（典型代表：Piller解決方案）
不同于以上的Vycon解決方案，該解決方案替代傳統UPS。
耦合扼流圈主要功能是實現電能轉換，補償和濾波。
核心部件是M/G電動-發電機（UNIBLOCK?)，市電正常時作為電動機帶動飛輪(給飛輪充電），市電異常時飛輪放電，作為發電機，完全是機械式取代電力電子變換，沒有電力電子變換的精確控制，電網適應性和逆變出的質量會變差。
Piller是UPS領域的百年老店，主打產品UNIBLOCK-T，總部在德國。目前產品主要應用在歐洲和北美。
c).在線互動式飛輪UPS（典型代表：ActivePower解決方案）
該方案替代傳統UPS+電池方案。
在線互動式是目前國內應用最多的方案。工作原理同在線互動式UPS，類似一個有源濾波器，可實現簡單的濾波和穩壓功能，拓撲簡單，效率較高。但是電網適應性和輸出性能指標明顯偏差。
2.三種動態UPS抗電網干擾能力對比
以上是三種比較典型的動態UPS，下面表格對這三種動態UPS抗電網干擾能力做一個簡單的對比。
表1：三種動態UPS抗電網干擾能力對比
通過以上表格可以看出，在線雙變換式飛輪UPS是抗干擾能力最強的，但是這種飛輪UPS必須搭配傳統UPS進行使用，應用比較局限，目前國內應用最多的是在線互動式飛輪UPS。
3.靜態UPS分類
以上介紹了動態UPS的一些常見架構，下面對應介紹一些靜態UPS。不同于動態UPS，靜態UPS以電池為儲能工具。從工作原理分類來說，常見的靜態UPS主要有后備式，在線互動式，Delta變換式以及在線變換式雙四種。
a).后備式UPS
后備式UPS只有在供電異常才啟動逆變器，正常供電時無法對市電電網問題進行調節，供電質量相比而言較差，但其效率較高。
該架構多用于容量小于3KVA的UPS，結構簡單，一般備電時間在10分鐘左右，通常是方波輸出，主要應用場景是PC機等。
b).在線互動式UPS
在線互動式UPS相比后備式而言，增加了穩壓環節，供給負載改良過的市電。其成本低，電路比較簡單，但是無法消除輸入失真和干擾。并且切換時有轉換時間。該架構應用于功率容量5KVA的以下的小容量UPS，結構簡單，通常是方波輸出或模擬正弦波輸出。多用于對PC或辦公設備提供保護。
c).Delta變換式UPS
Delta變換UPS的核心為Delta變換器和主變換器。
Delta變換器的作用為：
控制輸入電流，是一個高阻正弦波電流源；
控制電流充電；
補償輸入電壓,保證輸出電壓穩定不變；
控制調整輸入功率因數。
主變換器的作用為：
控制并穩定輸出電壓,是一個低內阻正弦波電壓源；
給電池充電；
市電掉電時,向負載供電；
市電正常時,補償負載電流中的無功和諧波成分。
從Delta變換器和主變換器的作用可以看出，Delta變換式UPS對輸入調節能力更強，當然，結構也比在線互動式復雜。該架構應用于功率容量20-200KVA的UPS，輸出為正弦波。
d).在線變雙換式UPS
在線雙變換式UPS可以為負載提供很完美的保護，可以濾除電網中基本所有的干擾和諧波，缺點是架構復雜，一般成本較高。該架構應用于功率容量為1-1200KVA的UPS；幾個架構對比來說可靠性最高，目前80%UPS均采用該架構，輸出為標準正弦波，主要對IT負載或其它行業重要負載提供保護。
UPS工作狀態有多種，分別為主路模式，靜態旁路模式，電池模式以及維修旁路模式。在線雙變換式UPS從架構來說還分為工頻機和高頻機，后文將會講到。
4.靜態UPS抗電網干擾能力對比
下表為以上介紹的四種靜態UPS架構對電網干擾能力的對比。
○：可以抵抗 ╳：可以部分抵抗 △：無法抵抗
表2：靜態UPS抗電網干擾能力對比
可以看出，在線雙變換式是抗電網干擾能力最強的。
5.動態與靜態UPS的對比
以上分別介紹了動態和靜態UPS的一些基本拓撲結構，那么動態和靜態UPS對比而言又各有什么優劣呢？
靜態UPS與動態UPS最大的區別在于其儲能方式，一個是電池儲能，一個是飛輪儲能，下表對比這兩種儲能方式的優劣。
表3：蓄電池儲能與飛輪儲能對比
可以看出蓄電池儲能與飛輪儲能各有優劣，但是飛輪儲能的后備時間一般僅有15秒，這使得其使用場景受到很大的局限。
以下再對比以下目前主流的靜態UPS與動態UPS，分別為在線雙變換式與在線互動式飛輪UPS，其中在線雙變換式以華為UPS5000系列為例，在線互動式飛輪UPS以ActivePower為例。
表4：在線雙變換式與飛輪UPS參數對比
從以上對比來看，除效率外，其他參數UPS5000要優于ActivePower飛輪UPS，并且在UPS通常工作的低載段（40%）效率并不輸給飛輪UPS。表4：在線雙變換式與飛輪UPS參數對比
通過以上兩個對比我們可以得出如下結論：
-與傳統UPS相比，飛輪UPS在節能、環保等方面具備一定優勢；
-飛輪UPS由于固有的缺陷，應用存在一定的局限性：
備電時間短，僅15S，油機啟動失敗會造成嚴重停電事故；
價格昂貴，且必須與油機配合使用，增加了初始投資；
系統復雜，需要原廠專業維護，維護成本高；
電網適應性差，輸入輸出性能指標都弱于在線雙變換式UPS。
基于上述分析，飛輪UPS僅適用于以下場景：
可接受新技術，綠色環保型供電系統；
電網質量很好，較少斷電事故，系統可靠性要求不高的場合。
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