磁悬浮飞轮储能技术UPS及连续供电..doc

磁悬浮飞轮储能技术UPS及连续供电 　　摘要：文章介绍了无蓄电池、绿色环保的磁悬浮飞轮储能技术UPS电源系统，是在线互动式的UPS电源系统。这是一种新型的储能技术，很有发展前途。 　　1 前言 　　现代信息社会，对于信息时效性要求极高，一旦信息中断，会带来不可估量的直接经济损失和社会负面影响。近年来，电信运营商、大型数据中心、政府重要部门及大型生产企业等单位，对正常的电力保障供应要求越来越高，因而对于为机房设备及生产设备提供的UPS电源系统(即不间断电源系统)保障的要求越来越苛刻。因此，要求必须提供365*24小时连续不断的、可靠、安全、高效的电力供应保障。 　　传统UPS电源系统利用了化学蓄电池储能技术，即利用化学蓄电池作为电能的储存装置，而化学蓄电池存在着诸如占地面积大、故障率高、维护周期密集、维护成本高、使用寿命短、受充放电次数的限制，对环境的污染严重以及对工作温度及其它工作环境指标要求高等问题。由于人们现在对节能减排的要求，对环境保护的要求，及对化学蓄电池性能特点的要求不断提高，在许多领域中，人们已经不能接受化学蓄电池的弊端，而逐渐将目光放在更加先进的储能技术方式上，以替代传统的化学蓄电池储能技术。 　　如何在取消传统化学蓄电池的使用而使UPS电源系统更加安全可靠?如何取消传统化学蓄电池的使用而使UPS电源系统更加环保、节能、低耗?如何取消传统化学蓄电池的使用而使UPS电源系统的投入费用和运行维护费用更加节省同时还能够节省大量的占地空间?这些是摆在UPS电源系统使用者和UPS电源系统制造商面前的新课题。 　　在这种新形势下，美国Active Power公司采用了无需传统化学蓄电池、绿色环保的磁悬浮飞轮储能技术，使UPS电源系统的体积大大减小，可靠性、安全性大大提高。这样既能够满足客户对UPS电源系统整体解决方案的要求，也能满足客户对移动性的要求，填补了市场的空白，成为了市场的新宠。下面我们就处于国际领导地位的美国Active Power公司的免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统为大家做一个详细的介绍： 　　2 免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作原理 　　磁悬浮飞轮储能技术是一种技术上更为先进，成熟，应用前景广阔并有很大市场发展潜力，绿色环保的电能存储技术。磁悬浮飞轮储能技术已经越来越受到人们的重视，越来越广泛地应用于国内外的许多行业中。 　　虽然目前化学蓄电池储能技术已经发展得非常成熟，同时也为UPS电源行业做出了巨大的贡献，但是，随着技术上的不断革新，随着UPS电源使用者对UPS电源可靠性和可用性等要求的不断提高，化学蓄电池作为UPS电源的储能装置在使用过程中逐渐暴露出了很多问题。据业界统计，UPS电源的故障70%是由化学蓄电池所引起的。我们大家知道，发电机启动是靠几节化学蓄电池提供启动电流的，而发电机启动失败，90%也是由于化学蓄电池所引起。化学蓄电池存在着诸如占地面积大、故障率高、维护周期密集等等的问题，它已经成为传统化学蓄电池式UPS电源供电系统中最不可靠的3个部分之一。 　　以上提到的种种问题已经越来越受到UPS电源使用者和UPS电源制造商的广泛关注和重视。因此，针对以上提到的问题，美国Active Power公司利用了磁悬浮飞轮储能技术替代了传统的化学蓄电池储能技术为客户的关键应用系统提供最可靠、最环保的优质电力。 　　(1)磁悬浮飞轮储能技术工作原理 　　磁悬浮飞轮储能技术是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质，飞轮等器件被密闭在一个真空容器内，大大减少了风阻，同时为了减少运转时的损耗，提高飞轮的转速和飞轮储能装置的效率，在飞轮储能装置内部使用磁悬浮技术对飞轮加以控制，并利用电动机/发电机和能量转换控制系统来控制电能的输入和输出。图1为磁悬浮飞轮储能装置的结构示意图。 　　图1：磁悬浮飞轮储能装置的结构示意图　　在市电正常的情况下，磁悬浮飞轮储能装置相当于一台电动机，其将外界输入的电能，通过电力电子装置驱动飞轮转动，由此将电能转化为飞轮转动的动能(机械能)储存起来，在正常待机时，使飞轮的转速达到7700转/每分钟。 　　在市电异常或停电的情况下，磁悬浮飞轮储能装置相当于一台发电机，当外界需要电能时，飞轮转动的动能转化为电能，再通过电力电子装置变成不同负载所需要的不同频率、不同电压等级的电能，输出到外部负载，以满足不同负载的需求。 　　一旦市电恢复正常，则立即对磁悬浮飞轮储能装置进行“充电”，使飞轮的转速达到7700转/每分钟。 　　(2)免蓄电池磁磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作原理 　　免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统是一种采用磁悬浮飞轮储能技术，在线互动式的UPS电源系统。图2为免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作原理框图。 　　图2：免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工