👮 👩🏿‍🏭 👩🏻‍🔬 用于模块化UPS的SmartLi智能电池解决方案 🧑🏾‍🤝‍🧑🏾 ⛲️ 📧

在本系列的下一篇文章中，我们将专门介绍华为的新产品，介绍如何将我们的智能技术用于模块化设计的不间断电源中，以及使用SmartLi锂离子电池有什么好处。

在直接使用模块化的新型“锂” UPS之前，值得解释的是，今天我们提供了全系列的不间断电源，冷却系统以及许多复杂的FusionModule解决方案，其中许多将在下面提到。它们分为几个类别。

首先，不间断电源值得关注。在华为，它们分为两类：（a）UPS2000系列，专为1至20 kVA的小负载而设计；（b）UPS5000系列，设计用于中等和重载-从25（30）到1600 kVA。所有UPS具有双转换拓扑（在线），也就是说，它们提供了最大的负载保护，可防止任何网络中断。传统上，所有华为不间断电源系统均使用铅酸电池（VRLA）。自去年以来，该公司一直在为UPS5000系列模块化UPS生产带有锂离子电池（SmartLi）的解决方案（稍后将详细介绍）。在2020年第三季度，我们将开始生产带锂离子电池的低功率UPS。

此外，NetworkEnergy系列还包括机架安装型和数据中心级的配电设备，包括一个或多个配电柜。在一个特殊类别中，引人注目的是称为iBattery的铅酸电池逐元素监视系统。

此外，还有由多种产品组成的全面解决方案，例如带电池的UPS，配电设备，精密空调，IT机柜，走廊隔离系统，监控系统。对于相对较小的数据中心（服务器或交换中心），华为提供完整的安装在预备房间内的解决方案：FusionModule500（IT负载为3–9 kW），FusionModule800（IT负载为25 kW），FusionModule2000 / 50000（IT高达400 kW） -模块上的负载），用于外部放置的完整解决方案（作为容器数据中心的一部分）-从标准的一体式FusionModule1000-A模型（IT负载高达54 kW）开始，到为以下情况下的预制数据中心设计的FusionModule1000-B结束任何任务。

重要的是要提到冷却系统，该系统包括在线和机柜精密空调。根据制冷剂（氟利昂或冷水）的类型，它们全部分为两组。间接冷却数据中心的解决方案是NetCol8000-E（FusionCol），它提供了一种自然冷却模式，每个模块的冷却能力高达400 kW。

所有这些解决方案都可以使用NetEco6000 DCIM中央监控系统进行组合，该系统可以与上述华为模型以及使用标准SNMP或Modbus协议的第三方设备进行交互。

让我们来谈谈结合UPS5000-S（FusionPower）品牌的华为兆瓦级解决方案。其中一些系统已经在俄罗斯大型客户的数据中心中运行。

FusionPower5000大功率模块化UPS系列

去年，我们发布了FusionPower5000型号，具有1.2 MW和1.6 MW功率（图示的左侧和中央），带有55 kVA电源模块。华为计划在2020年发布容量为1.2 MW的型号，功率模块为100 kVA。请注意，此电源将以相同的3U高的外形尺寸提供。具有100 kVA模块的UPS将在今年9月开始订购。

还请记住，除了显示的图像外，华为还提供带有30和50 kVA电源模块的模块化UPS。

简要介绍FusionPower5000的架构。该解决方案最多包括三个带有55 kVA电源模块的机柜。静态和手动旁路位于单独的机柜中，ABB断路器位于单独的机架中，通过输入和输出保护电源柜。因此，华为为不间断电源系统提供了高度集成的解决方案，与竞争产品相比，它是迄今为止最紧凑的解决方案。

在所考虑的UPS中，使用容量为55 kVA的电源模块，最大功率为1.2或1.6 MVA，具体取决于配置。逆变器功率因数为1。系统的总有功输出功率分别为1.2 MW和1.6 MW。

该系统的标称效率达到97％，客观上，这是模块化UPS在全球范围内的最佳指标之一。而且该参数的意义绝不是形式化的：在具有这种容量的情况下，效率的十分之一都直接影响电费的价值。

如果需要在后壁靠近墙壁的情况下安装UPS，则建议在加热空气出口朝上的情况下使用可选套件。宽度为400毫米的套件可保持UPS的正常温度条件，但不包括“热通道”的形成。这样可以进一步节省用于放置UPS的空间。具有100 kVA电源模块的UPS也可以使用相同的套件。

通过冗余和保护实现可靠性

上图显示了电源模块如何连接到控制系统。为了实现冗余，每个UPS必须具有两个控制模块，这些控制模块使用两个CAN总线与电源模块和静态旁路进行通信。因此，任何电源模块或CAN信息总线的故障都不会导致事故或UPS停机。电源模块，静态旁路模块和控制模块均支持热插拔，这使您无需供应商服务工程师的参与即可尽快维修或修理UPS。

每个电源模块均配有快速熔断器，一旦发生事故或内部短路，该熔断器会自动将其与整个系统隔离。如果功率单元本身（柜）发生事故，则放在单独机架中的断路器将起作用。

iPower监控的可靠性

华为所有模块化UPS，包括基本的，功率为25 kW的UPS，均装有iPower监控系统。它负责监视风扇的运行和电容器的使用寿命。在通过母线连接的大型UPS中，iPower从位于母线交界处的温度传感器接收其他信息。

如果有必要（可选），UPS配备有iBattery系统，可让您实时组织铅酸电池的逐元素监视。因此，iBattery能够控制电池的温度，电池的电压，内部电阻和整个阵列的电流水平。该系统使您可以节省定期维护电池的费用。

效率改善技术

最后但并非最不重要的一点是，UPS的高效率提供了智能休眠系统。如果检测到低负载水平，则冗余电源模块将自动关闭，并且当负载增加时，它们将恢复运行状态。因此，在几乎任何负载水平下，UPS都是高效的。

与其他公司的解决方案一样，只要输入功率在可接受的范围内，华为UPS可以自动将负载从逆变器转移到静态旁路（ECO模式）。默认情况下，此模式未激活，但可以由操作员决定启用。在这种情况下，效率指标超过99％。
反向切换不超过2 ms。

FusionPower5000的另一个优势是能够使用标准的三相总线快速连接输入和输出布线。因此，根据我们的估计，可以节省多达60％的安装和启动时间。

电池柜架构

FusionPower解决方案可与铅酸电池和SmartLi锂离子电池一起使用。目前，华为使用采用最安全的LFP技术（LiFePO4）制造的电池。我们将保留华为不自行生产电池的承诺，并将此过程委托给可信赖的供应商。

宽度为600毫米的标准电池柜配备了16个电池模块（两组，每组八个模块）。整个机柜的总容量为80 Ah。连同它们一起，在此处安装了DC-DC转换器，控制器和保护单元。ABB自动机器可保护系统免受过载和短路的影响。控制器在机柜门上配有一个7英寸的彩色屏幕，在该屏幕上显示当前的系统操作参数。电池柜本身可以组合成最多八个的并联阵列，以增加整体电池容量和电池寿命。

三级BMS系统

集成的三级监控系统为SmartLi解决方案提供了更高的可靠性。

第一级确保每个电池模块的安全。每个电池模块都有自己的控制器。它控制着每个电池的电压以及模块内部的温度。所有收集的信息都将传输到中央机架控制器（第二层），从那里显示出来或发送到远程监控中心。第二级控制器还实现了许多用于管理电池模块的功能，这将在后面讨论。

第三级允许您通过UPS本身以及集中监控系统NetEco6000来管理多个装有锂离子电池的机柜。

有源电流平衡控制和模块化设计

基于锂离子电池的华为解决方案使用主动电流平衡控制系统。首先，有必要对新旧电池柜或并联连接到公共总线的电池模块进行联合工作。

假设客户已经使用SmartLi。当负载增加时，必须确保相同的自治程度，这需要连接额外的电池柜或安装额外的电池模块。同时使用新旧电池组时，电池寿命会缩短。为了避免这种不利情况，使用了用于管理当前余额的专利技术。

请注意，安装在一个机柜中的16个电池模块不支持热插拔，但是可以通过关闭断路器来更换它们。机柜的全部容量分为两组，每组八个。在每个组中，允许一个电池模块发生故障。

此外，电池柜不会关闭：潜在的负载自主时间仅略有减少。在这种部分故障情况下，将使用DC-DC转换器来均衡机柜输出处的电压。

结果，更换电池模块将不需要任何复杂的技术程序，也无需致电供应商工程师。

将华为电池模块中的监控模块的电源系统（左）与其他多家制造商的解决方案（右）进行比较。我们系统之间的主要区别在于，监视设备的第二个输入直接从电池进行。另外，该解决方案不需要外部交换设备。

安全的磷酸铁锂电池

上表总结了生产锂电池的各种现代技术中固有的所有功能。数据由APC提供。不难发现，由于多种因素的影响，LiFePO4现在是最安全的解决方案，而且其中等成本也有所不同。

如果您研究LiFePO4的充电公式，很容易发现过程中不会释放可能引起火灾的氧气。

LiFePO4电池对机械冲击也很安全。您可以通过短短七分钟的视频短片了解有关由我们的独立国际实验室TÜV的专家对此类电池进行的测试的更多信息，该视频介绍了如何测试SmartLi解决方案中使用的电池。

LiFePO4优于VRLA的优势

在重量和尺寸特性方面，华为SmartLi的锂离子电池超过VRLA 60％。在功率和自主性指标均相等的情况下，基于LiFePO4放置电池所需的面积比安装类似级别的VRLA少三倍。系统的重量（地基或地板上的负载）也减轻了几倍。配备齐全的“锂”支架重约800公斤，而装有铅酸电池的柜子重约三倍。

支持LiFePO4的事实是，为了实现相同的电池自治性，例如可以将标称容量为800 Ah的铅酸电池替换为标称容量仅为300 Ah的锂电池。华为不间断电源中使用的电池在50％放电时最多可承受5千次充电和放电，在100％放电时的充电和放电模式下最多可承受3，000个循环。制造商声明的LiFePO4电池寿命为15年。

最终，华为准备为其决定提供长达十年的保证。

柜式灭火系统

华为所有可与锂离子电池配合使用的电池柜均配有灭火系统。每个机柜中都安装了一个相应的模块，根据来自温度或烟雾传感器的信号起作用。发生警报时，灭火剂可抑制机柜内部的燃烧。

该系统并非旨在扑灭整个房间的火灾。根据一系列成功测试的结果，该解决方案的有效性已通过TÜV实验室防火安全证书确认。

小提示：我们在未装满状态的情况下提供灭火系统，并且在房间内安装了橱柜后进行了FM200（“ Freon 227ea”）气体的填充。

关于华为在UPS市场中取得的成就

这不是公司在模块化UPS市场上保持世界领先地位的第一年。这在很大程度上要归功于几个研究实验室（包括中国境外）的存在，以及对新技术开发的大量投资，包括不间断电源系统的改进。

为了在2020年在俄罗斯更积极地推广SmartLi-line，华为准备提供与铅酸电池解决方案相同水平的“锂离子”解决方案成本。结果，在100至500 kW的功率范围内，自主时间为10分钟，基于SmartLi电池的华为UPS的价格与具有类似特性并配备了智能控制系统的传统VRLA UPS的价格相同。

同时，客户获得了与使用磷酸铁锂电池相关的所有优势，这也受到了俄罗斯俄罗斯客户的赞赏。作为去年已实施项目之一的一部分，华为已经在俄罗斯联邦交付并部署了数个兆瓦级带锂电池的系统。因此，它们安装在Sberbank的新办公室内，靠近“莫斯科市”商务中心。根据与一家大型俄罗斯石油和天然气公司的合同，提供了一些系统。

所有设备都具有EAC证书。

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并且不要忘记我们不仅在俄语领域而且在全球范围内举办的许多网络研讨会。未来几周的在线研讨会列表可在此处获得。

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