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模块化UPS对客户TCO的影响

发布时间:2020-07-21 18:28:10 阅读: 来源:封包机厂家

摘要:随着计算机和网络设备的普及,各行各业对交流电的可靠性要求越来越高,交流不间断电源系统(UPS)的应用也越来越广泛。同时,由于市场竞争力等因素的考虑,用户越来越关注UPS的TCO(Total Cost of Ownership)。本文重点探讨模块化UPS相对传统UPS在TCO方面的优势。

本文引用地址:关键词:TCO、不间断电源、模块化UPS

前言

在电信、金融、能源等行业,交流负载设备用电的可靠性主要靠UPS设备来提供,特别是在一些大型数据中心,需要使用很多大型UPS设备。一直以来,由于受到技术发展的限制,UPS多采用传统的形式,近年来,其TCO越来越受到用户的质疑。模块化UPS正是为解决传统式UPS的局限性、提高其TCO而发展起来的一种新型UPS。

1、TCO的概念和组成要素

1.1 TCO概念

TCO:Total Cost of Ownership,总体拥有成本。

1.2 TCO组成要素

图1 总拥有成本组成要素

CAPEX:Capital expenditure,指资金、固定资产的投入。

OPEX:Operating expense,指的是企业的管理支出。

1.3 TCO应用

提供决策依据:通过分析总拥有成本,输出相关财务指标,建立财务分析模型;

保护投资:利用模型比较结果,找到最优选择方案,规避风险,快速盈利;

辅助业务规划和分析:通过分析总投资,为投资策略参考;

运营监控:综合市场情况进行分析,改善和提升关键业绩指标。

模块化UPS对TCO的影响分析

1.4 模块化UPS实物图

图2 模块化UPS实物图

1.5 模块化UPS的分类

模块化UPS目前主要分为两种类型:

第一种类型模块化UPS由机架、功率模块、旁路模块、监控模块组成。其中功率模块包括整流、逆变器等部分。各功率模块独立控制并联运行。

第二种类型模块化UPS由机架、单体模块构成,每个单体模块内都装有整个UPS电源与控制电路,包括整流器、逆变器、静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板。每个UPS模块都有独立的管理显示屏。

相对目前行业发展而言,中大功率模块化UPS多采用第一种类型,小功率模块化UPS多采用第二种类型,而且两种类型UPS的共同特点是功率变换部分是独立控制的,而且能实现N+X并联,从而保证模块化UPS的可靠性。

1.6 模块化UPS的特性和对TCO的影响

1.6.1 模块化UPS对机会成本的影响

模块化UPS并联冗余,可靠性高,降低供电风险。

在传统UPS产品中,最早是用UPS单机供电(如图3所示),随后用户保障安全一般采用的是“1+1”或“N+1”并联冗余方式(如图4所示)。

图3 传统UPS单机供电系统示意图

图4 UPS(n+1)并联冗余供电系统示意图

模块化UPS具有N+X的架构特性(参考图5)。

图5 模块化UPS架构图

从系统论的角度看,应该消除系统方案的公共故障点,局部的得失不影响系统的方案才是优秀的。传统UPS单机供电,当UPS本身出现故障时,就造成负载的供电中断,可靠性低;并机系统虽然解决了单机系统没有冗余的缺点,但是还存在如下缺点:

1、需要额外增加均流电路和同步控制器;

2、冗余少,运行效率低:目前多数行业UPS电源的运行方式,主要是1+1或2+1的并联结果,这意味着该方案的容错率或冗余只有一次。

如果单个系统的可靠性为r,则N+X冗余系统的可靠性公式如下:

(公式1)

假设一个单机UPS和一个模块UPS的可靠性R1=0.99,即故障率为1%,那么一个80KVA的单机UPS可靠性就是0.99,而80KVA的模块UPS,如果每个模块为10KVA,就是7+1的组合,这时的可靠性R(7+1)就是:

R(7+1)=0.99731

可建,这时模块化UPS可靠性比单机是几乎提高了10倍。

如果采用6+2组合,其可靠性R6+2就是:

R(6+2)=0.9999461

此时可靠性比单机是几乎提高了100倍。

而且,随着负载的减少,可靠性还会增大。假如负载低于50KVA,就可以使5+3的组合,可算出故障率比单机时降低1000倍。这是单机UPS无论如何都无法做到的,并机1+1系统的可靠性也远远不及。

可靠性做为UPS最重要的指标,对客户的机会成本影响巨大,它会降低客户的营收损失,增加了客户的商业机会,减少了客户流失,并随之降低了维修成本和服务成本等。

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