最近与电力行业的学者、专家一起参加地方和部队的几次大功率UPS招标活动,感到收获颇丰。一方面是通过用户提出一些技术要求,经过评委专家研究讨论,对技术层面的知识有了进一步了解;另一方面是感受到了各厂商的竞争非常激烈。从几次招标过程中,用户所关心的和讨论最多的一个问题就是“电网污染”和UPS的稳定性。“电网污染”包含很多因素,要涉及到用户切身利益,涉及到电费、变压器容量、其他办公设备运行等诸多问题,用户想要购一台大功率UPS担心会不会对电网造成谐波污染?会不会经常遭到供电局罚款?哪些品牌UPS符合自己的要求,哪些品牌UPS不符合自己的要求,用户大都心存疑虑。这里笔者就UPS对电网有没有谐波干扰、有多大污染这一问题,就纯技术层面谈一谈认识和看法。

　　随着电力电子技术的高速发展以及电力电子设备的普及应用,谐波对电网的污染也日趋严重,电源行业工作者和电源设备制造厂商们早就意识到问题的严重性,采取了一系列措施治理和改善谐波危害。国内一些行业媒体都对这一问题进行了比较多、比较深入的报道。北京市供电局从2006年10月统一安装三相电子式多功能电表,2007年6、7月份开始征收正向总有功功率、正向总无功功率、正向峰段有功功率、正向谷段有功功率、尖峰有功功率的费用。这五项加大了收费力度,况且这五项内容收费标准都不一样,特别是针对正向总无功功率有奖励也有惩罚两种收费方式,根据电表的读数按用电量的百分比来计算收费。如果用户的UPS对电网影响小,输入功率因数大于0.8就奖励,如果UPS对电网造成污染,影响和干扰电网,就进行罚款处罚,罚款数额比奖励要大得多。这是北京市电力行业采取的治理电网污染的一项措施,北京市供电局已走在全国的前面,这主要是让广大用户尽最大努力节约用电、安全用电、科学用电,最主要的目的是为了净化电网、防止污染。

　　大功率UPS对电网来说就是一个庞大的非线性负载,要考虑很多因素,其谐波分量对电网(一般用户只考虑UPS之前到低压变压器这一段)有没有影响?变压器需要不需要扩容?其他办公设备能不能正常运行?都需要人们进行认真分析和思考。

　　目前,大多数厂家基本上是采用无源滤波器和有源滤波器。在UPS输入端安装无源滤波器和有源滤波器主要是为了防止干扰、抑制输入电流谐波分量。常用的无源滤波器一般是由R、L、C组成的选频性网络,它能够有选择地衰减输入信号中不需要的频率分量,有效地起到滤波作用,对电网同时也起到滤波作用。这种滤波器制造简单、经济实惠,被厂家广泛应用于大功率UPS中,抑制电流谐波分量在5%～6%这样一个范围,对电网来说或多或少有点影响,如果接有精密仪器,就可能测量出工作不稳定,出现干扰、读数不准等现象。如果用户要求很高,要求电流谐波分量在3%以内,这种无源滤波器不能满足用户要求,还需要采取更有效的措施来限制它。有些品牌UPS做得比较灵活,根据需要采用无源或有源滤波器。当然有源滤波器滤波比无源滤波器滤波效果要好得多,它能够把电流谐波分量限制在3%以内。这样对电网来说基本上没有什么影响,这种滤波器效果好但价格昂贵。另外,最新出厂的某些品牌大功率UPS,整流和逆变不是采用晶闸管而是采用IGBT。IGBT是一种新型复合电力电子器件,驱动灵活、耐压高(1200V),通过电流大(1000A),工作频率高达100kHz,在大功率UPS中得到广泛应用。由于采用了IGBT,又有计算机控制技术来控制IGBT的通断,使得UPS输入电压与输出电压保持同步,使其功率因数cosφ=1,减少UPS输入端的整流器对电网的高次谐波干扰,把谐波电流分量有效抑制在很小范围内,对电网影响微乎其微。因此建议厂家和商家在着重关注这一方面,既要满足用户的要求,又要性能稳定、经济实惠。

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