🎆 👨🏾‍🚀 🛐 SmartLi Smart Battery Solutions para UPS modular 💼 📼 🐲

En la próxima publicación de la serie dedicada a los nuevos productos Huawei, hablaremos sobre cómo nuestras tecnologías inteligentes han encontrado aplicación en fuentes de alimentación ininterrumpida con un diseño modular y cuáles son los beneficios de usar baterías de iones de litio SmartLi.

Antes de pasar directamente al nuevo UPS de "litio" de tipo modular, vale la pena explicar que hoy suministramos una gama completa de sistemas de enfriamiento, suministro de energía ininterrumpible, así como una serie de soluciones complejas de FusionModule, muchas de las cuales se mencionarán a continuación. Se dividen en varias clases.

En primer lugar, las fuentes de alimentación ininterrumpida merecen atención. En Huawei, se dividen en dos categorías: (a) serie UPS2000, diseñada para cargas pequeñas: de 1 a 20 kVA; (b) Serie UPS5000, diseñada para cargas medianas y pesadas: de 25 (30) a 1600 kVA. Todos los UPS tienen una topología de doble conversión (en línea), es decir, proporcionan la máxima protección de carga contra cualquier interrupción de la red. Tradicionalmente, todos los sistemas de alimentación ininterrumpida de Huawei funcionan con baterías de plomo ácido (VRLA). Desde el año pasado, la compañía ha estado produciendo soluciones con baterías de iones de litio (SmartLi) para los UPS modulares de la serie UPS5000 (más sobre ellos más adelante). En el tercer trimestre de 2020, comenzaremos a producir UPS de baja potencia con baterías de iones de litio.

Además, la gama NetworkEnergy incluye dispositivos de distribución de energía de tipo montaje en rack y nivel de centro de datos, que consta de uno o más gabinetes de alimentación. En una categoría especial destaca el sistema de monitoreo elemento por elemento para baterías de plomo-ácido llamado iBattery.

También hay soluciones integrales que consisten en varios productos, como UPS con batería, dispositivos de distribución de energía, aires acondicionados de precisión, gabinetes de TI, sistemas de aislamiento de corredores, sistema de monitoreo. Para centros de datos relativamente pequeños (servidor o conmutación), Huawei ofrece soluciones completas para la instalación dentro de salas preparadas: FusionModule500 (3–9 kW para carga IT), FusionModule800 (hasta 25 kW para carga IT), FusionModule2000 / 50000 (hasta 400 kW para IT -cargas en el módulo), soluciones integrales para la colocación externa (como parte de los centros de datos de contenedores) - comenzando con el modelo estándar todo en uno FusionModule1000-A (hasta 54 kW para carga de TI) y terminando con el FusionModule1000-B diseñado para centros de datos prefabricados bajo cualquier tarea

Es importante mencionar el sistema de enfriamiento, que incluye aires acondicionados de precisión en línea y gabinetes. Todos se dividen en dos grupos, según el tipo de refrigerante (freón o agua fría). Existe una solución con enfriamiento indirecto del centro de datos: NetCol8000-E (FusionCol), que proporciona un modo de enfriamiento gratuito y tiene una capacidad de enfriamiento de hasta 400 kW por módulo.

Todas estas soluciones se pueden combinar utilizando el sistema de monitoreo central NetEco6000 DCIM, que puede interactuar con los modelos Huawei mencionados anteriormente y con equipos de terceros que utilizan protocolos estándar SNMP o Modbus.

Hablemos de las soluciones de clase megavatio de Huawei, unidas bajo la marca UPS5000-S (FusionPower). Varios de estos sistemas ya funcionan en los centros de datos de grandes clientes rusos.

Familia de UPS modulares de alta potencia FusionPower5000

El año pasado, anunciamos los modelos FusionPower5000 con 1.2 y 1.6 MW de potencia (izquierda y centro de la ilustración) con módulos de potencia de 55 kVA. En 2020, Huawei tiene la intención de anunciar un modelo con una capacidad de 1.2 MW con módulos de potencia a 100 kVA. Tenga en cuenta que esta potencia estará disponible en el mismo factor de forma 3U de alto. Los UPS con módulos de 100 kVA estarán disponibles para pedidos en septiembre de este año.

Recuerde también que, además de las imágenes mostradas, Huawei suministra UPS modulares con módulos de potencia de 30 y 50 kVA.

Brevemente sobre la arquitectura de FusionPower5000. La solución incluye hasta tres gabinetes con módulos de potencia de 55 kVA. Las derivaciones estáticas y manuales están ubicadas en gabinetes separados, los interruptores automáticos ABB están ubicados en un estante separado, protegiendo los gabinetes de potencia por entrada y salida. Por lo tanto, Huawei ofrece una solución altamente integrada para sistemas de alimentación ininterrumpida, que es, con mucho, la más compacta en comparación con los competidores.

En el UPS en consideración, se utilizan módulos de potencia con una capacidad de 55 kVA, y la potencia máxima es de 1.2 o 1.6 MVA, dependiendo de la configuración. El factor de potencia del inversor es la unidad. La potencia de salida activa total de los sistemas es de 1,2 y 1,6 MW, respectivamente.

La eficiencia nominal del sistema alcanza el 97%, y este es objetivamente uno de los mejores indicadores en la industria global de UPS modulares. Y la importancia del parámetro no es formal: con tales capacidades, cada diez por ciento de la eficiencia afecta directamente el valor de las facturas de electricidad.

Si es necesario instalar el UPS con la pared posterior cerca de la pared, es recomendable usar los kits opcionales con la salida de aire caliente hacia arriba. Los kits con un ancho de 400 mm permiten mantener las condiciones normales de temperatura del UPS, excluyendo la formación de un "corredor caliente". Esto permite ahorrar aún más espacio para la colocación del UPS. El mismo kit estará disponible para UPS con módulos de potencia de 100 kVA.

Fiabilidad mediante redundancia y protección.

La ilustración anterior muestra cómo se conectan los módulos de alimentación al sistema de control. Para fines de redundancia, cada UPS debe tener dos módulos de control que utilicen dos buses CAN para comunicarse con los módulos de alimentación y el bypass estático. Debido a esto, la falla de cualquier módulo de alimentación o bus de información CAN no conducirá a un accidente o apagado del UPS. Los módulos de alimentación, los módulos de derivación estática y los módulos de control son compatibles con el intercambio en caliente, que le permite reparar o reparar el UPS lo antes posible sin la participación de ingenieros de servicio del proveedor.

Cada módulo de potencia está equipado con fusibles rápidos que lo aíslan automáticamente del sistema general en caso de accidente o cortocircuito interno. Si ocurre un accidente con la unidad de potencia (gabinete), los interruptores automáticos colocados en un estante separado entran en juego.

Fiabilidad con iPower Monitoring

Todos los UPS modulares de Huawei, incluidos los básicos, con módulos de potencia de 25 kW, están equipados con el sistema de monitoreo iPower. Es responsable de controlar el funcionamiento de los ventiladores y la vida útil de los condensadores. En los UPS grandes que están conectados por barras colectoras, iPower recibe información adicional de los sensores de temperatura ubicados en las uniones de la barra colectora.

Si es necesario, opcionalmente, el UPS está equipado con un sistema iBattery que le permite organizar el monitoreo elemento por elemento de las baterías de plomo-ácido en tiempo real. Por lo tanto, iBattery puede controlar la temperatura de las baterías, su voltaje, resistencia interna y nivel de corriente de toda la matriz. El sistema le permite ahorrar mucho dinero en el mantenimiento periódico de la batería.

Tecnologías de mejora de eficiencia

Por último, pero no menos importante, la alta eficiencia del UPS proporciona un sistema de hibernación inteligente. Si se detecta un nivel de carga bajo, los módulos de alimentación redundantes se apagan automáticamente y, cuando la carga aumenta, se vuelven a poner en funcionamiento. Entonces, en prácticamente cualquier nivel de carga, el UPS es altamente eficiente.

Como en las soluciones de otras compañías, el UPS de Huawei tiene la función de transferir automáticamente la carga del inversor al bypass estático (modo ECO), siempre que la potencia de entrada esté dentro de los límites aceptables. Por defecto, este modo no está activado, pero puede habilitarse por decisión del operador. En este caso, el indicador de eficiencia supera el 99%.
La conmutación inversa no lleva más de 2 ms.

Otra ventaja del FusionPower5000 es la capacidad de conectar rápidamente el cableado de entrada y salida mediante buses trifásicos estándar. Por lo tanto, de acuerdo con nuestras estimaciones, es posible ahorrar hasta el 60% del tiempo requerido para la instalación y el arranque.

Arquitectura del gabinete de batería

Las soluciones FusionPower pueden funcionar tanto con baterías de plomo-ácido como con baterías de iones de litio SmartLi. Actualmente, Huawei utiliza baterías fabricadas con tecnología LFP (LiFePO4), que es una de las más seguras. Haremos una reserva de que Huawei no produce celdas de batería por sí mismas, confiando este proceso a un proveedor confiable.

Un gabinete de batería estándar con un ancho de 600 mm está equipado con 16 módulos de batería (dos grupos de ocho módulos). La capacidad total de todo el gabinete es de 80 Ah. Junto con ellos, aquí se instalan un convertidor CC-CC, un controlador y una unidad de protección. La máquina automática ABB protege el sistema de sobrecargas y cortocircuitos. El controlador está equipado con una pantalla a color de siete pulgadas en la puerta del gabinete, donde se muestran los parámetros de operación del sistema actual. Los gabinetes de baterías en sí pueden combinarse en conjuntos paralelos de hasta ocho piezas para aumentar la capacidad total de la batería y la vida útil de la batería.

Sistema BMS de tres niveles.

Un sistema de monitoreo integrado de tres niveles proporciona confiabilidad adicional para las soluciones SmartLi.

El primer nivel garantiza la seguridad de cada uno de los módulos de batería. Cada módulo de batería tiene su propio controlador. Controla el voltaje de cada celda, así como la temperatura dentro del módulo. Toda la información recopilada se transmite al controlador de rack central (segundo nivel), desde donde se muestra o se envía a un centro de monitoreo remoto. El controlador de segundo nivel también implementa una serie de funciones para administrar los módulos de batería, que se discutirán más adelante.

El tercer nivel le permite administrar varios gabinetes con baterías de iones de litio tanto desde el propio UPS como con la ayuda de un sistema de monitoreo centralizado NetEco6000.

Control activo de equilibrio de corriente y diseño modular.

Las soluciones de Huawei basadas en celdas de batería de iones de litio utilizan un sistema de control de equilibrio de corriente activo. En primer lugar, es necesario para el trabajo conjunto de armarios de baterías viejas y nuevas o módulos de baterías conectados en paralelo a un bus común.

Supongamos que un cliente ya usa SmartLi. Cuando la carga aumenta, es necesario asegurar el mismo nivel de autonomía, que requiere la conexión de gabinetes de baterías adicionales o la instalación de módulos de baterías adicionales. Cuando se usan baterías viejas y nuevas juntas, la vida útil de la batería se reducirá. Para evitar un escenario tan negativo, se utiliza la tecnología patentada para gestionar el saldo actual.

Tenga en cuenta que los 16 módulos de batería instalados en un gabinete no admiten el intercambio en caliente, pero se pueden cambiar apagando el disyuntor. La capacidad total del gabinete se divide en dos grupos de ocho piezas. En cada grupo, se permite la falla de un módulo de batería.

Además, el gabinete de la batería no se apaga: solo hay una ligera disminución en el tiempo de autonomía de carga potencial. En este escenario de falla parcial, se usa un convertidor DC-DC para igualar el voltaje en la salida del gabinete.

Como resultado, reemplazar el módulo de batería no requerirá ningún procedimiento técnico complicado, ni llame a los ingenieros del proveedor.

Compare los sistemas de suministro de energía de los módulos de monitoreo en los módulos de batería de Huawei (izquierda) con las soluciones de otros fabricantes (derecha). La principal diferencia entre nuestro sistema es que la segunda entrada al dispositivo de monitoreo se realiza directamente desde la batería. Además, esta solución no requiere equipos de conmutación externos.

Células seguras de fosfato de hierro y litio

La tabla anterior resume todas las características inherentes a varias tecnologías modernas para la producción de baterías de litio. Datos proporcionados por APC. Es fácil ver que, debido a una combinación de factores, LiFePO4 es ahora la solución más segura, que, además, difiere en un costo moderado.

Si estudia la fórmula de carga LiFePO4, es fácil encontrar que el oxígeno, que puede provocar un incendio, no se libera en el proceso.

Las baterías LiFePO4 también son seguras para impactos mecánicos. Puede obtener más información sobre las pruebas realizadas por expertos del laboratorio internacional independiente TÜV en baterías de este tipo en un breve video de siete minutos sobre cómo probar las baterías utilizadas en nuestras soluciones SmartLi.

Beneficios de LiFePO4 sobre VRLA

En términos de peso y características de tamaño, las células de iones de litio de Huawei SmartLi superan el VRLA en un 60%. Con indicadores iguales de potencia y autonomía, colocar una batería sobre la base de LiFePO4 requiere tres veces menos área que una instalación VRLA de una clase similar. El peso del sistema (carga en los cimientos o el piso) también es varias veces menor. Un bastidor de "litio" totalmente equipado pesa aproximadamente 800 kg, mientras que un gabinete con baterías de plomo-ácido es aproximadamente tres veces más pesado.

A favor de LiFePO4, el hecho de que, para lograr la misma autonomía de la batería, las baterías de plomo-ácido, por ejemplo, con una capacidad nominal de 800 Ah, pueden reemplazarse por baterías de litio con una capacidad nominal de solo 300 Ah, también está a favor. Las celdas utilizadas en los UPS de Huawei pueden soportar hasta 5 mil ciclos de carga y descarga con una descarga del 50% y hasta 3 mil ciclos en modo de carga y descarga con una descarga del 100%. La duración de la batería LiFePO4 declarada por el fabricante es de 15 años.

Finalmente, Huawei está listo para dar una garantía de hasta diez años para su decisión.

Sistema de extinción de incendios a nivel del gabinete

Todos los gabinetes de baterías Huawei que funcionan con baterías de iones de litio están equipados con un sistema de extinción de incendios. Se instala un módulo correspondiente en cada gabinete, que actúa sobre una señal de un sensor de temperatura o humo. En caso de alarma, el agente extintor suprime la combustión dentro del gabinete.

El sistema no está diseñado para extinguir un incendio en toda la habitación. Con base en los resultados de una serie de pruebas exitosas, la efectividad de la solución fue confirmada por un certificado de seguridad contra incendios del laboratorio TÜV.

Una pequeña observación: entregamos sistemas de extinción de incendios sin llenar, y el llenado de gas con FM200 ("Freón 227ea") se lleva a cabo después de la instalación de gabinetes en la habitación.

Un poco sobre los logros de Huawei en el mercado de UPS

Este no es el primer año que la compañía sigue siendo el líder mundial en el mercado de UPS modulares. Esto se logró en gran medida gracias a la presencia de varios laboratorios de investigación, incluso fuera de China, y a inversiones considerables en el desarrollo de nuevas tecnologías, incluida la mejora de los sistemas de suministro de energía ininterrumpida.

Con el fin de promover SmartLi-line más activamente en Rusia en 2020, Huawei está lista para proporcionar el costo de las soluciones de "iones de litio" al mismo nivel que en el caso de soluciones con baterías de plomo-ácido. Como resultado, en el rango de potencia de 100 a 500 kW y con un tiempo de autonomía de diez minutos, los UPS de Huawei basados en baterías SmartLi cuestan tanto como los UPS tradicionales basados en VRLA con características similares, equipados con un sistema de control por elementos.

Al mismo tiempo, el cliente recibe todas las ventajas asociadas con el uso de baterías LiFePO4, lo que también fue apreciado por los clientes rusos de Huawei. Como parte de uno de los proyectos implementados el año pasado, Huawei ya ha entregado y desplegado varios sistemas de megavatios con baterías de litio en la Federación Rusa. Por lo tanto, se instalan en la nueva oficina de Sberbank cerca del centro de negocios "Ciudad de Moscú". Se entregaron algunos sistemas más bajo un contrato con una gran empresa rusa en el sector de petróleo y gas.

Todos los dispositivos tienen certificados EAC.

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