Cat飛輪儲(chǔ)能UPS介紹

CAT飛輪儲(chǔ)能UPS介紹飛輪技術(shù)廣泛地用于機(jī)械系統(tǒng)比如發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪，用來儲(chǔ)存機(jī)械能、均衡發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。飛輪儲(chǔ)能是通過加速一個(gè)轉(zhuǎn)子（飛輪）到很高轉(zhuǎn)速并保持來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)能量釋放時(shí)，飛輪的轉(zhuǎn)速隨著能量的減少而降低；增加能量時(shí)就提高飛輪轉(zhuǎn)速。當(dāng)代的儲(chǔ)能飛輪技術(shù)發(fā)展：提高飛輪儲(chǔ)能量，減小飛輪占地，降低飛輪重量，同時(shí)降低飛輪成本。飛輪技術(shù)CAT飛輪儲(chǔ)能UPS轉(zhuǎn)子式

UPS

機(jī)械儲(chǔ)能UPS技術(shù)柴油機(jī)旋轉(zhuǎn)式UPS柴油機(jī),

感應(yīng)耦合器發(fā)電機(jī)組成供電側(cè)轉(zhuǎn)子式UPS轉(zhuǎn)子式UPS拓?fù)漭斎虢佑|器靜態(tài)分?jǐn)嚅_關(guān)厄流線圈濾波電感市電轉(zhuǎn)換器輸出接觸器旁路靜態(tài)開關(guān)DCACDSP數(shù)字信號(hào)處理和監(jiān)控飛輪轉(zhuǎn)換器飛輪DCAC旁路接觸器Cat飛輪UPS拓?fù)滹w輪，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電場間隙整合于定子線圈中的磁力軸承可現(xiàn)場更換的球軸承組件定子線圈非永磁設(shè)計(jì)允許高切線速度和高功率輸出光滑的背鐵，無槽，低耗損CAT

電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)一體化飛輪飛輪在真空環(huán)境下持續(xù)旋轉(zhuǎn)（~7700rpm）飛輪以動(dòng)能形式存儲(chǔ)能量供電中斷時(shí)，飛輪靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)此時(shí)設(shè)備類似一臺(tái)發(fā)電機(jī)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能每個(gè)飛輪容量250kVA，滿負(fù)載情況下可提供15秒供電時(shí)間12cm高;65cm直徑;272kg重CAT飛輪特點(diǎn)(IGBT):InsulatedGateBipolarTransistor絕緣柵二極晶體管高切換速度高電流承載能力低電壓差=高效率堅(jiān)固設(shè)計(jì)=高可靠性不同于SCR，沒有諧波產(chǎn)生IGBTs高速IGBTABC3相主電樞ABC高電壓直流母線50Hz~1000Hz飛輪IGBT電力轉(zhuǎn)換通過雙向變換IGBT進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換可調(diào)整電壓公差窗口瞬時(shí)電壓基準(zhǔn)50微秒（20KHz）采樣輸入電壓高速IGBT的好處UPS輸出電壓控制DCAC市電轉(zhuǎn)換器輸入電壓低輸入電壓高IReg+--+IReg電壓調(diào)整飛輪轉(zhuǎn)換器飛輪DCAC動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整NominalVoltage+10%-10%(-15%)RMSVoltagesampledevery5cycles+1%-1%電壓調(diào)節(jié)是通過將市電與逆變器間的無功電流經(jīng)過線性電感時(shí)形成轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)的當(dāng)輸入電壓低時(shí)（滯后），逆變器將提供電壓補(bǔ)償輸入電壓高時(shí)（超前），逆變器將吸收到高出的部分輸入電壓正常事，無需補(bǔ)償，輸入功率因數(shù)1.0持續(xù)的電壓調(diào)節(jié)

瞬態(tài)采樣率––50微秒以50微秒的采樣率對瞬態(tài)電壓與標(biāo)準(zhǔn)參考電壓間進(jìn)行比照電壓擾動(dòng),可在1毫秒內(nèi)恢復(fù)到設(shè)定電壓.從檢測到恢復(fù)電壓100微秒(1PWMcycle)1毫秒內(nèi)從檢測到完全恢復(fù)電壓瞬時(shí)能量來自800VDC直流母排.瞬態(tài)響應(yīng)超強(qiáng)的過載能力過載達(dá)1000%-10毫秒過載達(dá)200%-30秒過載達(dá)125%-10分鐘過載達(dá)500%-1秒DCACIIn=輸入電流ILkW

=實(shí)際負(fù)載電流IHarm

=諧波電流IHarm市電轉(zhuǎn)換器諧波電流抵消飛輪轉(zhuǎn)換器DCAC帶諧波成分的負(fù)載UPS修正最終輸入電源UPS抵消和諧波電壓的疊加：電壓諧波抵消快速采樣

&快速修正諧波電流抵消效率曲線CAT飛輪UPS產(chǎn)品系列UPS120UPS250UPS250N+1/500UPS750/750N+1/1000飛輪儲(chǔ)能單元真空泵交流/直流輸出電控部分UPS250–內(nèi)部視圖06/09/11UPS500–內(nèi)部視圖CATUPS500N+1/750/1000未顯示可選N+1冗余模塊CatUPS系統(tǒng):特點(diǎn)及優(yōu)勢傳統(tǒng)250kVAUPS及最小配置的電池柜250kVACATUPS占地

–

3.7平方米

重量

–

6500公斤.發(fā)熱量-52,269英熱單位（btu）占地

–1.3

平方米

重量

–

3365公斤發(fā)熱量-21,900英熱單位（btu）CAT飛輪UPS系統(tǒng):使用壽命長3到5年的蓄電池使用壽命,性能隨使用時(shí)間不斷下降無需更換CAT飛輪UPS系統(tǒng):高效節(jié)能90-94%部分負(fù)載時(shí)更低97%-98%綠色環(huán)保98%的系統(tǒng)效率，高效節(jié)能CO2

排放低降低碳排放75%系統(tǒng)66%可回收利用環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，無需空調(diào)環(huán)境無蓄電池化學(xué)毒害CAT飛輪UPS系統(tǒng):維護(hù)簡單蓄電池維護(hù),測試等進(jìn)氣濾網(wǎng)清潔CATUPS系統(tǒng):緊湊型設(shè)計(jì)250kW系統(tǒng)占地3.7平方米(電池按最小5-7分鐘配置)250kW占地

1.3

平方米CATUPS系統(tǒng):無需空調(diào)有嚴(yán)格的運(yùn)行溫度要求

0o

到40oc的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行溫度CAT飛輪UPS系統(tǒng)(TCO)分析總體擁有成本（TCO）是全球通用的衡量配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)，其主要包括系統(tǒng)的初期投入，運(yùn)營費(fèi)用，維護(hù)成本

飛輪UPS傳統(tǒng)供電系統(tǒng)34TCO較傳統(tǒng)系統(tǒng)可節(jié)省60%以上，容量越大，時(shí)間越長，經(jīng)濟(jì)性越明顯以10MW數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)為例耗電成本降低75%占地成本節(jié)約50%+制冷成本節(jié)約30%+維護(hù)成本節(jié)約80%+無需單獨(dú)電池間及制冷設(shè)備投入人機(jī)界面硬件10”彩色LCD顯示屏觸摸屏輸入/瀏覽USB端口(用于文件下載)通過網(wǎng)站遠(yuǎn)程監(jiān)視可現(xiàn)場更換有背光，可設(shè)背光計(jì)時(shí)器裝在系統(tǒng)柜門上

緊急停機(jī)按鈕（EPO），帶保護(hù)罩蜂鳴器消音按鈕頭標(biāo)欄設(shè)有瀏覽按鈕

側(cè)邊顯示系統(tǒng)狀態(tài)和關(guān)鍵參數(shù)遙測參數(shù)實(shí)時(shí)和曲線整個(gè)系統(tǒng)和單個(gè)MMU事件300個(gè)事件可在屏幕上察看2000個(gè)事件存儲(chǔ)供下載或e-mail可定制告警方式服務(wù)維護(hù)間隔和提示步驟指導(dǎo)和下載多層權(quán)限(用戶，系統(tǒng)管理員，技工)人機(jī)界面Ethernet以太網(wǎng)SNMPModbusTCP/IPe-mail郵件通知標(biāo)配內(nèi)部modemRS-232UPSView

監(jiān)控軟件RS-485ModbusRTU建筑管理SCADA系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控/告警提高機(jī)組啟動(dòng)成功率10倍參數(shù)模擬顯示參數(shù)數(shù)字顯示事件記錄參數(shù)顯示和事件記錄每季度檢查機(jī)組拆下柜門上的防塵網(wǎng)并清潔每年更換真空泵機(jī)油每隔

48個(gè)月更換上、下飛輪軸承更換顯示屏單元的電池CAT飛輪UPS的保養(yǎng)*10MW電力系統(tǒng)

–美國佐治亞州亞特蘭大QTS數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目案例

小空間里的大數(shù)據(jù)中心可擴(kuò)容的供配電系統(tǒng)架構(gòu)–客戶的要求負(fù)載為計(jì)算機(jī)服務(wù)器15mx31m的占地面積上最大電力超過8MW負(fù)載將增長到現(xiàn)有容量要求整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)保證在設(shè)備保養(yǎng)時(shí)正常工作沒有特殊的環(huán)境限制可擴(kuò)容的供配電系統(tǒng)架構(gòu)–設(shè)計(jì)從2到12MW可擴(kuò)容整個(gè)系統(tǒng)N+1冗余，滿足Tier3基礎(chǔ)架構(gòu)等級要求采用開關(guān)柜完成邏輯控制，沒有單故障點(diǎn)（如ATS）在正常負(fù)載受保護(hù)時(shí)能夠保養(yǎng)和假負(fù)載測試所有的設(shè)備單節(jié)點(diǎn)–2MW2UPS1200UPS輸出開關(guān)柜開關(guān)柜市電變壓器切換UPS1200切換發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵負(fù)載正常模式緊急模式雙節(jié)電–4MW另一個(gè)節(jié)點(diǎn)10MW占地2UPS1200UPS輸出開關(guān)柜開關(guān)柜市電變壓器切換UPS1200切換發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組5臺(tái)10MVA市電變壓器5套主備柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)柜+1套替換柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)柜5臺(tái)2250KW主備Cat柴油發(fā)電機(jī)組10臺(tái)1200KVACat飛輪UPS，兩個(gè)一組，背靠背安裝10套UPS輸出并機(jī)柜+1套替換UPS輸出并機(jī)柜1臺(tái)替換1200KVACat飛輪UPS1臺(tái)替換2250KWCat柴油發(fā)電機(jī)組10MW數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)的主要設(shè)備每年節(jié)約的電費(fèi)（以下均按10臺(tái)UPS計(jì)算）高UPS效率可節(jié)約：$406,660