德国阳光蓄电池系列分为A400、A500、A600系列,是把电解液固定于胶体中的密闭阀控式铅酸蓄电池,胶体技术由德国阳光蓄电池公司发展,在国际上,德国阳光胶体电池被认为是一种环保型电池系统。它析气量极低,经久耐用,寿命长达15年,12年以上的实际运行经验确保了它的高度可靠性。容量从5.5安时到3000安时。可用于多种用途,在整个使用寿命期间免维护
德国阳光系列阀控式密封胶体蓄电池引进德国先进的胶体电池生产技术、采用欧洲进口的关键原材料,使用欧洲进口关键专用生产设备生产。富液式设计、厚极板技术和独特的胶体电解质配制灌加工艺保证了电池的使用寿命;具有超长的服务寿命和很高的可靠性,可以应用于苛刻的高低温环境、恶劣的电力条件。
该产品广泛应用于通信、电力、储能、UPS/EPS等领域。
阳光蓄电池特点
1、采用固体凝胶电解质。在同等体积下,电解质容量大,热容量大,热消散能力强,能避免一般蓄电池易产生的热失控现象。对环境温度的适应能力(高、低温)强。
2、内部无游离的液体存在,无内部短路的可能。
3、电解质浓度低,对极板腐蚀弱;浓度均匀,不存在酸分层的现象。
4、采用无锑合金电池极板,电池自放电率极低,在20摄氏度下电池存放两
年不需补充电。
5、采用滑动密闭技术(德国阳光公
6、长时间放电能力及循环放电能力强.
7、采用高灵敏度低压伞式气阀(德国阳光公司专利),无渗液\鼓胀现象。
8、超强的承受深放电及大电流放电能力,有过充电及过放电自我保护,电池在100%后仍可继续接在负载上,在四周内充 电可恢复至原容量.司专利),即允许由电化学反应必然产生的电池使用后期的的极柱生长,又能保证其极高 的密封性能。
由于全控器件的不连续性以及系统模型的电流耦合性,给系统设计带来了困难。因此,本文首先对三电平PWM整流器进行解耦,得到d-q旋转坐标系中的电流解耦模型。
其次,三电平PWM整流器系统的控制有多种方式,其中双闭环控制系统由于控制结构简单、控制性能优良等优点被广泛应用。本文根据三电平PWM整流器系统设计要求,提出了较为可行的双闭环系统设计方案并进行仿真验证。
1 数学模型
二极管箝位三电平PWM整流器拓扑如图1所示。
经过坐标变换,三电平PWM整流器在d-q坐标系下的数学模型[1]可以描述为
式中 p=d/dt 是微分算子,id和iq是网侧电流在d-q坐标系下的分量。可以看出PWM整流器在d-q坐标系下的变量相互耦合,给控制器的设计造成一定的困难,为此采用解耦控制策略,控制方程[2]见式(2),解耦后如图2所示
式中:Ud*,Uq*,id*,iq*分别为d-q坐标系下电压和电流给定;Kdp,Kdi,Kqp和Kqi为调节器系数。
2 双闭环控制系统调节器设计
(1)电流调节器设计
解耦后的电流内环简化结构如图3所示。
根据二阶最佳整定法,在一般情况下,希望电流超调量σi<5%[3],取ξ=0.707[4],此时电流截止频率为ωci=KI=1/(2Ts)。进一步求出PI调节器的Kip和Ti。
(2)电压外环调节参数设计
电压外环控制结构图的近似等效如图4所示。
降阶后的电压外环开环传递函数[5]为
根据公式(6)和(7)可解得电压调节器的比例参数Kpv。
3 仿真研究
利用Matlab对系统进行了仿真,并验证双闭环系统调节器整定方法的可行性。
图5给出了仿真结果。其中,图5(a)为网侧相电压(ea)、电流(ia)仿真波形,在0.135s时负载突然由半载加到满载,在0.25s时电路工作在能量回馈模式。可以看出:电压电流相位一致,经计算功率因数在0.99以上。图5(b)给出了直流母线电压(Udc)波形。可以看出:在突加负载情况时,会引起母线电压的跌落(18V)。
4 结束语
三电平PWM整流器电压内环采用典型I型系统调节方式进行的调节器参数整定对系统电流具有较快的跟踪能力,而电压外环通过“振荡指标法”得到的系统响应不仅能够满足系统设计要求,而且相比采用其他常用调节系统具有更好的抗扰动性能,动态响应也得到了明显的改善。
实生活中,如果一个佣人的居住面积甚至都超过了主人,佣人的日子会好过吗?显然,这是个不成问题的问题。然而,在数据中心中,却正在发生着这样的“喧宾夺主”现象。
越来越多的数据中心经营者开始头疼,伴随IT负载耗电和功率密度的增长,蓄电池和UPS占用的面积也在赶超IT设备。UPS电源庞大的蓄电池组,占地面积之大甚至超过了IT设备,为保持其正常运转所耗费的电能,以及为之制冷的空调费用已经超过了总能耗的20%。在能源与空间日益紧张的今天,UPS电源正在成为数据中心不能承受之重。
有人开始质疑:这样庞大的消耗,UPS所起到的作用是否有价值?投入这样多的费用,换取到那份保险是否有意义?
来自美国ActivePower公司的飞轮UPS产品应运而生。用机械储能代替化学储能之后的飞轮UPS产品,不再有能耗大、空间大两大“原罪”。机械能本身使之具备节能省地等诸多先天优势。
更安全的保证更少的消耗
先从节能来看,传统UPS电源采用铅酸电池进行储能,铅酸电池需要定期充电放电,且存在安全性不足等问题,很多企业保险起见,通过扩大冗余来提高可靠性,这无疑增加了电力负荷。再加上,蓄电池对应用环境的温度比较敏感。当环境超过摄氏25度后,温度每升高10度,蓄电池寿命将缩短一半。因此,用户不得不为电池配置额外的空调。这也导致国内数据中心PUE平均值在2.5以上。与传统UPS相比,飞轮UPS在节能方面的优势非常明显。首先,飞轮供电效率高达98%,较之传统电源高出5%—6%。资料显示,例如一个10MW的数据中心供电效率每提高1%,一年节省电费就超过70万元;其次,飞轮UPS环境适应性极强,可以在摄氏0度—40度之间正常运转。过去用来为电池降温的空调不需要了,IT相关设备的电力消耗大幅度降低。最近,雅虎在美国纽约州新建的11兆瓦“鸡舍”数据中心PUE值为1.08,是目前全球最节能的数据中心,飞轮UPS功不可没。
更小的占地面积更大的扩展空间
再从省地来看,一个飞轮UPS的重量在200—300kg,转速为每分钟7700转,直径约为90cm,其占地面积仅仅相当于传统UPS的1/4。过去,为了保证数据中心未来的扩展性,不得不预留更大的空间来承载UPS。即使这样,当功率密度扩大到一定程度,蓄电池的重量往往会超出楼层承重,由此限制了数据中心的发展。飞轮UPS较小的占地面积,不仅为数据中心的扩容提供了更为广阔的空间,同时也为企业节省了建设时间与成本。以一个设计功率为7.5兆瓦的数据中心为例,如果采用传统的UPS占地面积为1100平米,采用美国ActivePower公司的飞轮UPS则只需要235平米。当电源系统占用的空间缩小之后,就会腾出更多的空间用于数据中心的扩容。
飞轮UPS省电和省地两大特点,使之回归数据中心“保护者”的本位,不再有“喧宾夺主”之嫌。有专家估计,飞轮UPS段时期内取代传统UPS还不太可能,很长时间内会是两者并行。至于未来,两者发展前景则很难估量。



