杭州中恒_高压直流电源(HVDC)的应用

高压直流系统（HVDCS）杭州中恒研发中心HVDC与UPS的比较及应用环境HVDC系统产品应用案例目录公司简介公司简介地理位置天堂硅谷-硅谷天堂杭州国家高新技术产业开发区地理位置概况•2001年7月11日杭州中恒电气股份有限公司成立•省级高新技术企业•注册资本：5000万元•占地面积3万多平方米，拥有2万平方米的研发生产大楼•现有员工430人成长历程•1996年，朱国锭先生创立杭州中恒电讯设备公司；•1998年，销售额首次突破1亿元人民币；•2001年，股份制改建；•2010年2月5号中小板上市股票代码002364•公司目前主要从事高频开关电源系统的研发、制造、销售和服务。•公司生产的通信电源系统、电力操作电源系统在通信网络、电网、电厂、铁路、城市轨道交通、采矿、冶金、石化等领域中得到广泛应用。•公司是国内少数几家能满足客户个性化定制要求、提供成套电源系统产品及综合解决方案的企业之一。主要业务与产品公司的主要产品为高频开关电源系统，包括通信电源系统和电力操作电源系统。电力操作电源系统室外通信电源系统室内通信电源系统产品用途为断路器分合闸及二次回路中的继电保护、微机保护等综合自动化设备和故障照明等负载提供直流电为室外基站、直放站、射频拉远等室外设备提供直流电为室内电信设备、计算机、主控设备等负载提供直流电应用环境发电、输变电、配电、用电环节户外环境恶劣、缺乏机房建设条件的山地、丘陵等偏远地带及征地困难的居民区移动基站、交换机房主要用户领域电网公司、发电厂及铁路、城市轨道交通、采矿、冶金、石化等非电力行业的用户中国移动、中国电信、中国联通等通信运营商中国移动、中国电信、中国联通等通信运营商主要业务与产品电力产品中恒电力操作电源系统是根据电力行业的特点和运行经验，针对电力系统高可靠性和高性能要求而设计开发的高新技术产品。中恒智能型应急电源（ZHEPS）是本公司集多年的电力电子与监控设备的运行与设计经验，采用最新的高频开关整流技术、SPWM高频逆变技术、电池监测和微机监控技术开发的高可靠和高性能的新一代电源产品。电力产品满足不同需求的各系列监控装置和品种齐全,功能强大,运行稳定的各系列AC/DC、DC/DC、DC/AC等模块通信产品中恒室内通信电源系统凭借其优秀的内在品质、稳定可靠的性能及优质的产品服务，已成为通信行业和铁路、电力等领域通信电源的重要供应商之一通信产品为适应移动通信的发展，中恒推出了集配电、直流电源、温度调节、动力及环境监控等一体化组合设计的室外通信电源系统。•全国电网建设与改造所需产品选型厂推荐企业；•中国电源学会会员；•电力系统直流电源技术委员会会员；•《通信维护企业移动基站维护规程》的主要起草单位之一；•省级高频开关电源研究开发中心；•GZDZ1型智能高频开关直流电源柜是“国家重点新产品”（2002年）•中恒牌高频开关电源是“浙江省名牌产品”；•“全国城乡电网建设与改造所需主要设备产品”•被评为浙江省著名商标；•杭州市专利试点企业。•高新区重点骨干企业主要资质12月，被杭州市科技局批准为市级研发中心正式成立杭州中恒高频开关电源高新技术研究开发中心7月，被浙江省科技局批准为省级研发中心200020032005研发中心1合作伙伴华北电力大学、浙江大学、浙江省电力试验研究所、南京航空航天大学等等2政府扶持每年获得政府近百万元的项目支援经费3知识产权软件著作权14项，实用新型专利8项，外观专利14项，并有1项发明专利正在领证；正在申请中专利13项研发中心•电力产品主要销售地区:浙江、福建、上海、山东、安徽、云南、湖北、湖南、河南等十多个省市•通信产品主要销售地区：江苏、浙江、福建、四川、重庆、贵州等二十多个省市•产品出口印度、越南、塔吉克斯坦等国产品分布服务体系杭州设有售后服务中心和24小时服务专线。优秀服务队伍北京、上海、广州、南京、济南、武汉等二十多个主要城市设有售后服务响应机制，为用户提供优质快捷服务。14560234582639028213301860500010000150002000025000300003500020052006200720082009近年来主营业务收入单位：万元业绩增长核心客户：通信：中国移动中国电信中国联通电力：中国水电顾问集团、中国国电集团公司、中国华能集团公司、中国大唐集团、中国华电集团公司、中国电力投资集团公司重点项目：通信：浙江移动、江苏移动、福建移动、四川联通、浙江电信、江苏电信、重庆联通等电力：国电北仑电厂、国电宁海电厂、国电泰州电厂、上海外高桥电厂、大唐乌沙山电厂、华电宿州电厂、中国原子能研究院游泳池反应堆项目、秦山核电站、宝兰二线铁路、京沪铁路、塔吉克斯坦变电站、印度电厂、越南西山水电站及30多个国内500KV变电站突出案例公司掌握电力操作电源系统核心技术，自主生产整流模块和监控单元，是国内电力操作电源系统的主流供应商之一。销售排名第4名销售排名第3名2007年2008年电力操作电源系统行业地位销售排名第2名2009年公司经营通信电源系统业务已有十几年，积累了丰富的生产、销售和服务经验，已成为国内通信电源系统的主要供应商。2009年成为伊顿施威特克在中国的唯一的系统生产商、售后服务提供商、和产品的销售商。通信电源系统行业地位综合排名第4名销售排名第5名综合排名第7名销售排名第7名综合排名第5名销售排名第6名2007年2008年2009年服务客户信守承诺中正恒久企业理念经营理念“立足华东，面向全国，走向世界”！引领行业发展，成为国内著名的电力电子产品供应商和服务商。发展愿景HVDC与UPS的比较及应用环境UPS的发展历史UPS产生于上个世纪60年代，1972年2月21日尼克松访华，带给我国的礼物之一就是UPS，从此中国开始了UPS的研究。很遗憾，到目前为止中国大陆没有一家像样的公司。而中国唯一一家具有国际竞争力公司被美国人收购了！UPS的出现，是由于一些重要设备，如航天控制、医疗仪器、金融系统、计算机、数据管理系统等，不能断电而产生的。她的诞生，为信息革命产生了十分重大的影响。也是电力电子领域划时代的技术突破！UPS工作原理AC输入输入滤波工频整流DC/DC升压LC工频滤波静态开关AC输出DC/AC逆变充电器电池组在线(online)高频UPS高压直流电源（HVDC）工作原理.输入滤波工频整流DC/DC变换LC高频滤波DC输出电池组AC输入与HVDC相比UPS存在的问题UPS多一级变换效率降低；UPS的输出采用工频滤波损耗大；UPS控制复杂，可靠性降低；UPS的电池在输入端，如果UPS本身出故障，负载仍然停电；而HVDC的电池在输出端，即使HVDC本身出故障，电池仍然可以给负载供电，保障不间断供电，所以HVDC是真正的不间断电源；UPS系统并机是交流并联，需要同频、同相、同电位，并机复杂控制难度大，并机失败率高，而且，一旦并机失败后会导致系统瘫痪！与HVDC相比UPS系统存在的问题HVDC，并机是直流并联，只有同电位的问题，控制非常的简单，而且并机失败也没有严重问题，最多就是“贫富不均”（不均流）！UPS系统并联数量上受到限制，一般最多6台并机，HVDC并机理论上可以做到“无穷大”，一般可以做到40台并联。由于UPS并联数量上的限制，电信系统一般采用1+1并联运行，单台UPS的实际运行负荷小于30%，这样就导致UPS的运行效率小于70%，HVDC采用N+X并联，整机系统的负荷可以工作在60%--70%的负载，整机效率可以达到90以上！与HVDC相比UPS系统存在的问题UPS1+1系统只要有一台出问题就等于“病危通知”、“最后通牒”！HVDC，由于电池的存在，N+1或N+X冗余并联，一台模块出故障，只是预警！大型UPS维护复杂、耗时长，无法现场在线更换，HVDC，维护简便，可以在线热插拔。大型1+1UPS系统投资成本比HVDC高大约60%HVDCVSUPS的主要区别UPSHVDCAC/AC变换器，输出的是交流电压AC/DC变换器输出的是直流电压电池组在输入端电池组在输出端与模块并联一起给负载供电中间变换环节多中间变换环节少工频滤波体积大高频滤波体积小HVDCVSUPS的比较优势性能指标UPSHVDC可靠性低高可维护性差好投资成本高低60%能耗大低20%占地面积大小50%HVDC为什么可以替代UPS通信机房数据服务器电源工作原理高频脉冲AC输入DC输出●abHVDC为什么可以替代UPSUPS交流电压的供电范围是176—264VAC,对应的整流后的最低直流电压Uab=1.25*176V=220V，最高直流电压Uab=1.4*264=369.6V,工作效率最高的电压点是220VAC，对应的直流电压是Uab=1.25*220=275V，显然如果我们直接将直流电接到计算机服务器也是完全可以工作的，只要直流电压在220V—369V之间，选取2V一节120节电池，其均充电压是2.35*120=282VDC，浮充电压是2.25*120=270VDC。HVDC为什么可以替代UPS如果是加有APFC的服务器电源对UPS的交流输出可以做到更宽，一般可以到110V-270Vac.其对应的直流范围是137V-378V，改为直流供电后APFC就变成了单纯的DC/DCBoost电路了！结论：由于服务器电源是将UPS提供的交流电源先要整流成直流电，然后再将直流再变换成12V、5V或3.3V等低压直流给服务使用，而全桥二极管整流电路对直流电可以直接输入，只要直流电压能够达到220V以上就可以使用！备注：个别加有APFC的电源需要调整欠压保护点！哪些场合可以使用HVDC？凡是计算机系统使用LCD显示器的地方都可以使用HVDC目前通信机房中交换机使用的是-48V系统，服务器使用的是UPS电厂或变电站中，二次控制和断路器使用的是220V直流操作电源；通信使用的是-48V电源；计算机系统使用的是UPS银行、保险、证券公司中通信使用的是-48V通信电源，计算机服务器使用的是UPS。证券公司的大显示屏使用的是24VDC，这个电源也来之于UPS，同样可以由HVDC直接供电！HVDC与电力操作电源系统的区别电压等级不一样，电力操作电源标称电压是220V（2V，104节浮充电压234V，均充电压244V，电池节数可变104—108节）HVDC标称电压是240V（2V，120节浮充电压270V，均充电压282V，电池节数固定）电力操作电源接线方案复杂，HVDC接线方案简单（只有一种单母线分段）电力操作电源设备种类繁多，HVDC，只有监控，模块、电池巡检仪、绝缘监测仪；HVDC系统产品HVDC系统工作原理-单母线方案交流配电电池组1电池组2动力环境集中监控整流模块直流配电列头柜配电监控绝缘监测配电监控电池巡检监控单元RS485RS485/232AC1AC2HVDC系统工作原理-双母线方案交流配电电池组1电池组2动力环境集中监控整流模块直流配电列头柜配电监控绝缘监测配电监控电池巡检监控单元RS485RS485/232AC1AC2BBLB两种接线方案的特点•单母线接线简单，但存在电池容量小，整流模块多，在监控故障时容易出现过充现象，解决措施是监控必须开机预限流及独立的电池保护控制。•双母线接线复杂，但能够确保电池不会过充，同时也能保证交流停电或负载母线模块组故障时能够不间断给负债供电。•与-48V系统相比HVDC采用的是浮地系统，因此，直流输出必须增加绝缘监测。•与-48V系统相比HVDC的电池节数多，因此必须增加电池巡检仪。型号定义ZHDCS□□□□□□中恒公司系统额定输出电流系统标称电压直流系统系统组成1、监控单元2、整流模块3、交流配电单元4、直流配电单元5、电池组6、电池巡检仪7、绝缘监测仪（列头柜中）20A模块构成400A，10A自冷模块构成150A一体系统，20A模块最大构成800A，10A自冷模块最大构成250A分屏系统，或者由ZHR22010-3模块构成的最大160A系统。交流配电---将两路或一路市电，分配到整流模块；并配有C、D两极防雷保护