1、稳频是指频率稳定在一个很小的波动范围内。
比如《GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差》中电力系统正常运行频率偏差不大于±0.2hz;系统容量较小时可以放宽到±0.5hz;
《供电营业规则》中指出国家电网要求装机容量300万kw可以放宽到±0.5hz;
如果针对逆变器和ups设备本身来讲,其稳频精度有些可以达到0.01hz甚至,从这个角度讲,大多数时候ups就没有在稳频输出了。
但是因为负载不需要这么高精度的稳频电源,而稳频输出需要牺牲安全性,所以一般都是放弃稳频输出跟踪旁路保障系统安全和负载正常工作。

UPS机房
2、ups输出稳频,并不一定能证明ups具备稳频能力和按照稳频工况进行设计。
数据中心负荷安全性要求高,常用在线式ups,其逆变输出频率跟踪静态旁路(跟踪精度A:±0.01hz举例),静态旁路超限(B:50±0.5hz)时,不再跟踪旁路,牺牲转旁路稳定性,保障负载正常工作。(一般跟踪精度与相角差表示±2-3°,其最大跟踪频率差0.28-0.42hz)
假如静态旁路在50.499hz,则输出可能会在50.499±0.01hz,即可能超出电网稳频的限定。
即使在稳频的限定范围内,ups的目的是保障逆变输出与静态输出的频率差距,实际稳频有很大结果是静态旁路本身就稳频的功劳,ups这时只是没有捣乱而已。
只有在市电恶劣或者经常出现市电闪断故障的情况下,ups输出稳频的结果才能证明其稳频能力,而我们常见的市电正常情况下的ups输出稳频却证明不了。
3、在静态旁路恶劣(市电或柴发恶劣)的情况下,ups的保持稳频输出,意味着牺牲了安全性。
市电/柴发恶劣,ups保持输出稳定,则逆变输出与旁路的差距变大,放弃了旁路跟踪,如果此时逆变器故障,同时频率差造成的相角差过大,将造成系统供电中断甚至是宕机。
这里有几种假设:
假设一原则保护ups及末端负载,中断负载供电,等待角差消失t1,如果此等待时间超出负载自备电t2(电容电感等ms典型数据中心约在10-20ms)则负载中断供电t1-t2,可能丢失数据;
假设二保障供电不中断,重合供电,形成负载端电压瞬变冲击,角差过大的情况下,有两个可能的隐患。A可能造成负载电压冲击,甚至是部分核心元器件损坏;B造成ups静态旁路与逆变路环流;这么做仅仅是多了一小段ms级(t1-t2)数据保存时间。
但一般数据中心仍按照假设二进行了ups产品设计。
4、按照理论来讲应该是不存在这种怪异的知觉错轮的,保障供电安全保障稳频竟然会造成实际安全性下降?
其真正的原因是正常运行的稳频、需求的稳频、设计的稳频、产品能实现的稳频、运行的稳频之间没有达到完美融合。
再加上交流在线式ups的架构,其本身可靠性有一部分依赖于旁路的冗余和备份,当稳频成为转旁路的约束时,会造成系统的可靠性下降,尤其是当该稳频小于实际正常运行需求时。按照设计或者产品或者运行,不该转旁路,但实际旁路的恶劣并不足以影响下游系统正常工作,亦或者系统认为可以转旁路,但实际角差不允许转,最终造成ups故障,进而造成事故。

ups电池组
5、频率稳定与安全运行的平衡,这无论对于ups产品设计、系统设计、最终使用、IT设备设计都是一个需要不断精益求精,不断寻找更佳平衡状态的点。
ups产品设计:在不做大的架构调整下,是优化系统及零部件使得系统可以支持逆变输出与静态旁路更大的角差重合供电而保障输出的安全与稳定,缩短角差跟进时间,争取无论什么情况下可以在5ms,甚至1ms内实现角差及频率偏差达到不影响负载正常运行的值。
系统设计:明确it系统(设备及开关等元器件)可以接受的中断供电时间、角差和频率偏差允许值,选择满足这些约束的ups机组。
最终使用:明确常规it设备可以接受,ups设备可以做到的中断供电时间、角差和频率偏差允许值,控制安全系数,考虑安全设计目标的差异,权衡优化ups与优化it设备的成本与收益;设定设计允许的中断供电时间、角差和频率偏差允许值。
IT设备设计:在不做大的架构调整下,尝试通过硬件优化或者云软件实现延长整体系统可中断供电时间至20ms甚至更高。
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