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燃料电池在UPS电源供电系统中的应用

燃料电池在UPS电源供电系统中的应用 
 
    柴油发电机组与山特UPS电源配套使用与燃料电池与UPS的配套使用是不相同的,前者是延长市电的供电时间,后者是延长UPS中蓄电池的供电时间。由于柴油发电机组与UPS的配套是在UPS的输入侧,通过自动转换开关ATS与市电向UPS供电,因此这种配套使用方式容易出现如下的问题:由于UPS的输入端对于交流电源而言是一个非线性负载,且发电机只能提供有限的电流,因此两者配套就容易出现电压振荡、电流振荡、发电机频率振荡和UPS不能正常工作等问题,电压振荡是由反馈的波动电压造成发电机的输出电压波动形成的振荡,振荡范围高达额定电压的±10%±20%;电流振荡是指在UPS负载稳定的情况下发电机输出电流在±20% ~±50%范围内的摆动,且这种摆动无法调整;发电机的频率振荡在一般情况下比较小,只有±5%,但影响较大,它将导致UPS处于频繁切换的状态。 
燃料电池在UPS电源供电系统中的应用
    柴油发电机由于负载有规律地忽大忽小,造成其工作电压忽高忽低,引起机组噪声有规律地忽大忽小,使机组振动加剧,加速了机械磨损甚至损坏机件;此外发电机频率的漂移,对UPS的正常运行将产生两方面的影响。 
   
    (1)UPS不能旁路。当旁路电源由发电机提供时,频率会发生快速变化,当变化超出预先设定的极限值时,逆变器频率的变化无法跟上旁路电源的频率变化。这时静态旁路开关将禁止切换到旁路(在这种情况下切换,有可能造成逆变器过流、短路)。此时,UPS只能发出告警,提醒用户避免超载造成短路。 
    (2)蓄电池寿命降低。由于频率漂移,使UPS经常切换到蓄电池供电,蓄电池频繁地放电,将大大缩短蓄电池寿命,严重时会使蓄电池全部放完电,使UPS的输出中断。 
 
    对于柴油发电机组来说,解决上述问题有两个办法,即正确选择发电机励磁工作方式和正确选择机组的功率,但根除是不可能的。而用燃料电池与UPS配套使用,以延长蓄电池容量来延长UPS的后备时间则不会出现上述问题。一是发电机组频率振荡不存在了,二是由于DC/DC变(稳)压器的存在,使UPS 直流侧电压稳定了,UPS输出电压的波动也减小了。因而由此而引起的电压振荡也就不存在了。这样,不仅仅避免了上述问题的存在,同时也使UPS 的输出电能质量大大提高。 

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