Cat飛輪儲能UPS介紹

CAT飛輪儲能UPS介紹飛輪技術廣泛地用于機械系統(tǒng)比如發(fā)動機飛輪，用來儲存機械能、均衡發(fā)動機轉(zhuǎn)速。飛輪儲能是通過加速一個轉(zhuǎn)子（飛輪）到很高轉(zhuǎn)速并保持來實現(xiàn)，當系統(tǒng)能量釋放時，飛輪的轉(zhuǎn)速隨著能量的減少而降低；增加能量時就提高飛輪轉(zhuǎn)速。當代的儲能飛輪技術發(fā)展：提高飛輪儲能量，減小飛輪占地，降低飛輪重量，同時降低飛輪成本。飛輪技術CAT飛輪儲能UPS轉(zhuǎn)子式

UPS

機械儲能UPS技術柴油機旋轉(zhuǎn)式UPS柴油機,

感應耦合器發(fā)電機組成供電側(cè)轉(zhuǎn)子式UPS轉(zhuǎn)子式UPS拓撲輸入接觸器靜態(tài)分斷開關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DCACDSP數(shù)字信號處理和監(jiān)控飛輪轉(zhuǎn)換器飛輪DCAC旁路接觸器Cat飛輪UPS拓撲飛輪，電動機-發(fā)電機轉(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計允許高切線速度和高功率輸出光滑的背鐵，無槽，低耗損CAT

電動機/發(fā)電機一體化飛輪飛輪在真空環(huán)境下持續(xù)旋轉(zhuǎn)（~7700rpm）飛輪以動能形式存儲能量供電中斷時，飛輪靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)此時設備類似一臺發(fā)電機，將動能轉(zhuǎn)換成電能每個飛輪容量250kVA，滿負載情況下可提供15秒供電時間12cm高;65cm直徑;272kg重CAT飛輪特點(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=高效率堅固設計=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進行電力轉(zhuǎn)換可調(diào)整電壓公差窗口瞬時電壓基準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)過線性電感時形成轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)的當輸入電壓低時（滯后），逆變器將提供電壓補償輸入電壓高時（超前），逆變器將吸收到高出的部分輸入電壓正常事，無需補償，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)電壓與標準參考電壓間進行比照電壓擾動,可在1毫秒內(nèi)恢復到設定電壓.從檢測到恢復電壓100微秒(1PWMcycle)1毫秒內(nèi)從檢測到完全恢復電壓瞬時能量來自800VDC直流母排.瞬態(tài)響應超強的過載能力過載達1000%-10毫秒過載達200%-30秒過載達125%-10分鐘過載達500%-1秒DCACIIn=輸入電流ILkW

=實際負載電流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%部分負載時更低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)境適應能力強，無需空調(diào)環(huán)境無蓄電池化學毒害CAT飛輪UPS系統(tǒng):維護簡單蓄電池維護,測試等進氣濾網(wǎng)清潔CATUPS系統(tǒng):緊湊型設計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)有嚴格的運行溫度要求

0o

到40oc的標準運行溫度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)濟性的重要指標，其主要包括系統(tǒng)的初期投入，運營費用，維護成本

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，時間越長，經(jīng)濟性越明顯以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%+維護成本節(jié)約80%+無需單獨電池間及制冷設備投入人機界面硬件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)站遠程監(jiān)視可現(xiàn)場更換有背光，可設背光計時器裝在系統(tǒng)柜門上

緊急停機按鈕（EPO），帶保護罩蜂鳴器消音按鈕頭標欄設有瀏覽按鈕

側(cè)邊顯示系統(tǒng)狀態(tài)和關鍵參數(shù)遙測參數(shù)實時和曲線整個系統(tǒng)和單個MMU事件300個事件可在屏幕上察看2000個事件存儲供下載或e-mail可定制告警方式服務維護間隔和提示步驟指導和下載多層權限(用戶，系統(tǒng)管理員，技工)人機界面Ethernet以太網(wǎng)SNMPModbusTCP/IPe-mail郵件通知標配內(nèi)部modemRS-232UPSView

監(jiān)控軟件RS-485ModbusRTU建筑管理SCADA系統(tǒng)遠程監(jiān)控/告警提高機組啟動成功率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組拆下柜門上的防塵網(wǎng)并清潔每年更換真空泵機油每隔

48個月更換上、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)中心項目案例

小空間里的大數(shù)據(jù)中心可擴容的供配電系統(tǒng)架構(gòu)–客戶的要求負載為計算機服務器15mx31m的占地面積上最大電力超過8MW負載將增長到現(xiàn)有容量要求整個系統(tǒng)應保證在設備保養(yǎng)時正常工作沒有特殊的環(huán)境限制可擴容的供配電系統(tǒng)架構(gòu)–設計從2到12MW可擴容整個系統(tǒng)N+1冗余，滿足Tier3基礎架構(gòu)等級要求采用開關柜完成邏輯控制，沒有單故障點（如ATS）在正常負載受保護時能夠保養(yǎng)和假負載測試所有的設備單節(jié)點–2MW2UPS1200UPS輸出開關柜開關柜市電變壓器切換UPS1200切換發(fā)電機組發(fā)電機組關鍵負載正常模式緊急模式雙節(jié)電–4MW另一個節(jié)點10MW占地2UPS1200UPS輸出開關柜開關柜市電變壓器切換UPS1200切換發(fā)電機組發(fā)電機組5臺10MVA市電變壓器5套主備柴油發(fā)電機組并機柜+1套替換柴油發(fā)電機組并機柜5臺2250KW主備Cat柴油發(fā)電機組10臺1200KVACat飛輪UPS，兩個一組，背靠背安裝10套UPS輸出并機柜+1套替換UPS輸出并機柜1臺替換1200KVACat飛輪UPS1臺替換2250KWCat柴油發(fā)電機組10MW數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)的主要設備每年節(jié)約的電費（以下均按10臺UPS計算）高UPS效率可節(jié)約：$406,660