2013年UPS行业技术水平与发展特点

      1、UPS 行业技术水平

     UPS 产品技术主要包括电流变换技术、自动控制技术、蓄电池技术等三个方面，其中以电流变换技术为核心。随着UPS 产品需求持续增加、市场竞争日趋激烈，生产厂商针对不用行业用户的具体情况不断加大新技术研发与成熟技术改良升级的力度，朝着高频、高效、节能减排的方向发展。

     （1）电流变换技术

     电力电子器件的发展推动电流变换技术的不断更新，目前在UPS 产品中使用的电力电子器件有电力晶体管GTR、金属氧化物半导体场效应管MOSFET、绝缘栅双极型晶体管IGBT 等，其中IGBT 兼具GTR 与MOSFET 的特点，拥有效率高、可靠性高、开关切换时间短、抗冲击能力强、功率容量大、导通电压低、通态电流大、绿色节能环保等优势，因此已成为UPS 产品功率设计的首选器件。新型电力电子器件的应用需要UPS 制造商更新电流变换控制技术，以适应市场的发展。

     （2）自动控制技术

     数字控制已成为UPS 控制技术发展的主流，具有精度高，抗干扰能力强，易于实现对UPS 的遥控遥测、故障诊断、隔离以及对储能蓄电池的监控管理等优点，从而使UPS 达到最佳的智能运行状态。

     采用数字信号处理器DSP 的自动控制技术是数字控制技术的核心，用于保证UPS 输出电压的质量，即保证输出电压、频率与输出电压波形满足实际应用中技术指标的要求，同时实现UPS 的初始自检、运行自检，便于进行及时的故障保护与隔离。DSP 自动控制技术的灵活性使UPS 控制器的硬件电路更为标准，简化了生产、使用及维修，也大幅提高了工作可靠性。

     （3）蓄电池技术

     UPS 的性能最终取决于其蓄电池，一旦电池失效，再先进的UPS 也无法工作。目前，UPS 一般都使用免维护密封铅酸蓄电池，其采用的阴极吸收式密封技术克服了普通蓄电池需要定期补水的缺陷，具有免维护、使用方便、无污染环境、体积小、重量轻等优点。此外，免维护密封铅酸蓄电池使用的高氢过电位板栅材料减少了存放和充电过程中的气体分解，正极表面的超细玻璃纤维膜阻止了活性物质脱落，有效提高了电池的使用寿命。

     总体而言，由于在研发与创新方面投入不够，国内UPS 行业技术水平相较国外仍存在明显的差距。

     2、UPS 行业技术发展特点

     （1）高效率、高可靠性

     由于IT 设备不断增多、用电量加剧、机房面积紧张、低耗节能需求等客观因素的存在，高效率、高可靠性的UPS 技术倍受关注。为提高UPS 运行效率，高性能电力电子器件不断被研发成功并投入实际应用，如IGBT、MOSFET、GTR、智能功率模块IPM、MOS 控制晶闸管MCT 等，变流技术也需要随着电力电子器件而更新。此外，业界正逐步推广UPS 内部多模块冗余并联运行、甚至多台UPS 组成的系统冗余运行技术，在并联运行中，当单一模块或单机发生故障时，其功能则自动转由冗余单元承担，大大提高了UPS 供电系统的可靠性。

     （2）大功率化、模块化

     由于IT 行业迅猛发展，数据中心的数据量也在以爆炸式的速度持续增长，随之而来功率消耗增大。UPS 一方面朝着更大功率的方向发展，另一方面为应对不间断电源容量分期扩充的需求，产品模块化已是不可阻挡的趋势。更个性化的用户需求、更庞大的数据中心规模及更高的维护成本使得UPS 已不再是单纯的不间断供电设备，针对不同行业领域的全套电源供应与管理解决方案才将倍受市场青睐。

     行业内针对模块化UPS 解决方案基本形成了两个方向：一是单机冗余化，即通过多模块冗余并联构成大功率单相或者三相UPS，其可用性指标得到了质的飞跃；二是全模块化结构，即一个模块是一台完整的UPS，通过冗余并联直接构成中等功率UPS，在兼顾可用性指标的同时还具有良好的性价比。

     （3）高频化

     相比传统的工频UPS，高频UPS 采用功率因数校正和高频软开关技术，省去了工频电能转换环节，因此运行效率更高、对电网的谐波污染及无功消耗极小，完全能够满足国内外相关电力行业的标准要求。此外，高频电能变换装置在减小磁性部件体积和重量、降低制造成本、遏制运行噪音、节能环保等方面效果显著，因此越来越受到用户认可。目前国内外主流厂商已逐步建立起完整的产品线，相继推出了高频大功率UPS 产品，功率覆盖10KVA 到300KVA，成为UPS 技术发展的潮流。

     （4）数字化、智能化、网络化

     数字化技术的优势在当今信息社会中愈加明显。在UPS 产品的研发和制造过程中采用全数字化技术可有效缩小产品体积、降低生产成本、提高产品的可靠性及针对用户需求的匹配性；而数字化控制技术则会在UPS 系统运行过程中准确及时地进行信号采样、处理、控制（包括电压电流环等）、通信等工作，并将各环节的控制参数优化统一后发送给UPS 综合控制单元，从而使UPS 系统的运行更具效率，实现更简单、更稳定的通信与均流，并获取优良的电磁兼容指标。智能化主要贯穿于UPS 系统的控制、检测与通信过程中，完全由计算机管理。计算机及其外设能自主应付一些可预见的问题，进行自动处理和调整，发出预警、告警信息等。

     通信设施所处环境日趋复杂，增大了维护难度，对电源设备的网络化监控管理提出了新的要求。网络化技术可通过对UPS 配置与计算机互连的软硬件接口实现计算机网络系统及数据资料的双重保护、网络远程事件记录和监测控制、故障告警、参数自动测试分析等功能，使维护人员更为轻松、安全、高效地通过互联网进行数据查询、控制等维护工作。

     （5）绿色、节能、环保

     在世界能源格局变化加剧，国际油价剧烈震荡，全球能源供应紧张的形势下，节能环保已成为UPS 厂商进行产品技术创新的指导原则。对UPS 而言，输入功率因数的高低表明其吸收电网有功功率的能力及对电网影响的程度。降低电源的输入谐波，不但能改善UPS 对电网的负载特性，减少给电网带来的严重污染，也能降低对其他网络设备的谐波干扰。目前已有许多UPS 厂商推出的产品功率因数接近1，可最大限度地减少无功功率的消耗。