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當前ＵＰＳ市場狀況分析

一、 UPS市場及使用概況
   UPS市場進入20世紀90年代以后隨著IT業的迅速發展也快速發展起來，其市場不斷擴大，生產廠家不斷增加，出現了一片欣欣向榮的景象。后來隨著國際大氣候的變化，UPS市場也出現了一些波動。比如2002年全球UPS市場的銷售收入僅為45.2億美元，比2001年小幅下滑了2.16%。而由于中國經濟的良好運行，也成為拉動宏觀經濟快速增長的主要原因之一，同時由于不斷完善的法律、法規及政策環境，為我國的UPS市場發展創造了有利的環境，尤其是近期的缺電狀況給UPS和EPS創造了更大的發展空間。
    自2002年6月份起，我國電力需求快速增長，陸續有一些地區出現拉閘限電情況。一開始拉閘限電的范圍是局部地區，多數發生在高峰時段，有季節性和隨機性特點。從2003年夏季開始，大面積的拉閘限電波及全國21個省市，其中7個省份缺電十分嚴重。由于缺電導致了各種電力故障情況的發生，因此也造成了很大的損失。減小或避免損失的有效手段***是采用UPS/EPS，因此UPS/EPS越來越得到廣泛的使用，據美國******性研究中心的調查，在IT領域中不采用UPS的份額不到1%，如圖1所示。
圖1 UPS應用情況份額圖
    由圖1可以看出，采用集中UPS的市場份額***占到了約65%。但由于計劃不周或計劃趕不上變化以及其他原因，也造成了對UPS容量使用不合理的現象。圖2***顯示出了這種情況，由圖2看到，在被調查的對象中，只有不到10%的用戶用到了UPS額定容量的70%，而大部分用戶只用到了50%以下。
    一般來講，UPS在輕載時******性應當很高，但往往也不如此。輕載時******性高是當然的，這是指UPS本身而言。但人為事故卻不可避免，據統計，各種原因的人為故障占UPS整個故障的70%以上。
圖2 當前UPS使用狀況圖
    這些人為故障包括如下幾個方面。
    1.懷疑性“故障”，所謂懷疑故障，顧名思義是指由于值機人員缺乏基本的分析能力和沒有很好地閱讀說明書而導致的誤會，盡管不是故障，但已按故障程序處理了；2. 知識性“故障”，此種情況的出現主要是由于有一些機器管理員自我感覺經驗豐富，而實際上既缺乏基本理論知識又缺乏實踐經驗所致；3. 操作故障，有些是無意識的操作，有時候在操作中做了一個無意識的動作而導致故障，比如無意識按了一下開關等；4. 延誤故障，雖然機器已經預警，但由于值班員的疏忽而未及時發現與處理，由此而導致后來的故障；5. 維護不當或不及時而導致的故障，比如用濕布擦拭電池或未及時給電池放電等；6. 經驗故障，經驗是不可缺少的，但經驗有其相對性，即在此種型號UPS上得到的經驗不一定******適合另一種，由此也會導致故障；7. 交接故障，這類故障主要是由于管理人員的前后配合不好造成的；8. 環境故障，這類故障是由于用戶不重視機器的運行環境或沒有能力優化環境造成的；9. 選型故障，主要是由于用電者的一些錯誤概念造成；10. 商務故障，這是由于用戶對供應商在******和其它條件上的過分苛刻而造成供應商不得不采用虛假行為進行塘塞。
    二、產品技術發展與走勢
    經過了40余年的發展，UPS已成為包括當代很多******技術在內的綜合產品，而且還在繼續發展之中。
    1.在功能方面
    UPS除了其三大基本功能（穩壓、濾波、不間斷）外，還逐步增加了自我監控功能、對外（打電話、尋呼、發短信息）告警功能、集中監控功能、環境監測功能、自動開關機功能、聯網功能、電池自動補償和檢測功能、低功率損耗功能、直接并機功能、對供電電網呈現線性負載功能、對非線性負載和線性負載具有同等輸出的功能以及并機時可共用電池或分用電池功能等。
    由于各行各業網絡的不斷建立，對UPS的監控也提出了更高的要求，集中監控***是UPS要有聯網集中監控的功能，不但要求將遠在千里之外的監控對象盡收眼底，而且要求同時在一個屏幕上出現所有被監控的對象，這***要求監控的數目要多，比如KSTAR的UPSilon2000和APC的Enterprisemannager軟件可同時監控上千個對象。并具有對每一個對象的多項運行狀態參數細則進行監控、記錄、打印、傳輸和按故障的重要程度依次排序的功能，恒電公司的語音監控可使無UPS知識的人也可了解電源的運行狀況等。
    由于當今作為負載的設備輸入功率因數在逐漸被補償或校正，要求UPS輸出有功率的能力越來越強。因此，UPS的負載功率因數在由單值向復值發展，比如，有些UPS的負載功率因數可以在
    –0.6~1~+0.9的范圍內變化，并出現了VA=W的強帶載能力的設備等。
    2.可用性方面
    在1990年以前，UPS的主要作用是保護用戶的硬件設備；1992年以后，隨著計算機應用的普及和數據量的加大，用戶對數據保護的要求開始重視；1994年以后，隨著大型數據中心的建立，系統正常運行的重要性越來越突出，對可用性的要求與日俱增，如圖3所示，這***不允許供電有絲毫的中斷。因為斷電必然會造成用電設備宕機，從而造成一連串的損失，這些損失包括如下。
圖3 用戶對供電電源的要求
    一個網站宕機：一個潛在的用戶在8秒鐘內離開而轉向它站；一個路由器宕機：局域網上可能有幾百個用戶無法工作；一個光纖室宕機：可能有幾千個用戶斷開網絡連接……
    因斷電宕機造成的損失與斷電時間的關系如圖4所示。所以，目前UPS系統單具有******性指標已經不夠用了，當前的發展方向是可用性，用戶對可用性的要求與日俱增，如圖3所示。所謂可用性，是指在規定時間內UPS系統利用率的百分比，目前比較重要的數據中心，要求可用性A不要低于0.99999，也***是說，一年中的機器不可用時間T不能大于：
    T = 一年的小時數′（1-A）=365′24′（1-0.99999）?5分鐘
    如果要求可用性指標是0.9999999，那么一年中允許停機的時間***是3秒，這些值才是用戶真正需要的結果。因為可用性不但包括了UPS在內的硬件設備******性指標，而且還涉及到了人的因素、工作程序、環境因素和供電的基礎設施等。因為這些因素也同樣可導致可用性的降低。
圖4 因斷電宕機造成的損失與斷電時間的關系
    為了提高可用性，UPS的解決方案在結構上又有了重大突破，這***是模塊化結構。這種結構包括了數個N+1模塊化的UPS，它實現了可擴充性、可管理性和可維修性，代表了一種新型的電源體系，它采用系統化的方法，利用標準化的預裝組件來建造數據中心的電源系統，提供從市電入口到負載端的全套解決方案(又稱端到端解決方案)。
    3．在UPS電路技術方面
    由于多年來采用的傳統雙變換串聯調整式UPS暴露出一些缺點，比如輸入功率因數低、效率低、帶載能力差等，影響了可用性的進一步提高。當然，為了解決這些問題，制造商也采取了一系列措施，比如針對輸入功率因數低的現狀，采取了加前置諧波濾波器或改6脈沖整流器為12脈沖整流器的方法，針對系統效率低的問題，還增加了所謂ECO運行方式，在市電電壓范圍穩定在一個可接受的范圍時，可將系統效率提高到97%以上。
    在線互動式技術可以提高效率，但在其他指標上比起傳統在線式來又稍遜一籌，再加之目前功率也做不大，其市場多集中在中小規模計算中心，這是一個廣大的市場，當然在這個領域中也做出了很大貢獻，同樣收到了很好的效果。
    尤其值得注意的是，工頻機UPS仍然受到廣大用戶的歡迎。很多用戶在標書中都明確規定供應商必須提供工頻機UPS。
    4．在UPS工藝結構方面
    用戶對******性和可用性的要求越來越高，可用性A用式（1）表示
    (1)
    式中：MTBF是設備的平均無故障時間，以小時（h）表示；MTTR式設備故障的平均修理時間，以小時（h）表示。
    由此可以看出，平均修理時間MTTR越小越好，換句話說，要求發現故障快，處理故障快。發現故障快的關鍵是監控完善的智能化，處理故障快的關鍵是模塊化，不間斷處理故障的關鍵是冗余化和熱插拔。因此，可以熱插拔的N+X冗余的模塊化結構已開始為各制造商所重視，并已推出了各種容量的功率模塊，甚至1min***可將模塊更換完畢。
    提高******性的另一個手段是并聯冗余，目前的并聯技術在成熟的基礎上取消了并聯柜，并機信號除了電壓信號通信，還有光纖通信；除了已成熟的有線并機（可9臺并聯），又出現了無線并機。無線并機又分“下垂法”和“T”型并機法，目前的“下垂法”還只能做到兩臺并聯，“T”型并機法雖然可以多臺并聯，但由于還處在試驗階段，若付諸實際還需一段時間。
    5．UPS品種方面
    由于UPS的地位越來越重要，在以往原有的一般商用UPS、變頻UPS、工業用UPS的基礎上，為了適應市場的需要，又出現了專為某種使用而推出的UPS。
    （1）小靈通UPS
    這是一種專為移動通信區域化設計的功率為100~200VA的小功率UPS。這個領域對電源環境******性的要求比較苛刻，由于這些UPS大都被安裝在戶外電線桿上、屋頂上、涼臺上等無人照顧的地方，所以要求可用性高、防偷性強、輸入電壓范圍大、耐寒、耐熱、防風沙雨雪等，而且修理方便。該電源的容量雖小，但用量相當大，而且會越來越大。
    （2）有線電視UPS電源CATV UPS
    這是一種用于寬帶雙向綜合信息傳輸網的電源，比如用同軸電纜傳輸的有線電視信號，在一個城市或一個區域有很多個節點，對接受到的信號進行放大后，再分配到***終用戶。因此，每個節點的放大器***要配備一臺專用UPS，該電源大致有兩種規格：60VAC/15A, 60VAC/9A。作為國家三網中***有可能成為組建“三網合一”的******代高速因特網技術平臺，許多地方的CATV網都在進行建設，并對網絡的管理提出了進一步的要求，當然首當其沖的是決定網絡安全******、連續運行的供電系統。因此，要求電源系統首先要有自我監控和聯網集中監控功能，以便隨時掌握整個供電網絡的運行情況。
    （3）應急電源EPS（Emergency Power Supply）
    這也是一種使供電不間斷的應急電源，UPS雖然也有應急的意思，但二者也有不同之處：EPS******是一種后備式的UPS，容量可以做得很大，應帶的負載性質和范圍要寬；而UPS則不然，大部分UPS的負載功率因數為一個單值，帶載能力差，而目前后備式UPS一般都在1kVA以下。
    目前我國市場上的EPS也在起步，還多限于小功率，而且還比較單調，比如多用于應急照明來代替原來的應急燈。這種電源也開始有了一定的市場。由于目前大容量的EPS一般不像UPS那樣市場廣大，還處在一個以銷定產的階段。
    （4）直流UPS
    早在上個世紀80年代后期和90年代初，***有人提出了直流UPS，并做出了產品，如YX-3000***是當時的一種功率為3000W、輸出直流電壓為300V的直流UPS；接著又有人做出了針對計算機工作電壓的多輸出直流UPS；更有人將一個12V的小容量“薄片”電池與PC機電源構成了PC機內置式直流UPS。近些年還不斷有各種各樣的直流UPS專利產品出現。
    （5）變頻UPS
    這種UPS使用面很窄，所以產品的品種也不多，一般是根據用戶的要求定制。大概由于從經濟角度出發，有不少使用變頻UPS的地方更傾向于使用變頻器。
    三、國產UPS的崛起
    以往的國產UPS不論從技術、質量和產量上都遠遠落后于進口產品，國產產品大都在一些有限的和小功率范圍內分一杯羹，70%以上的市場在進口品牌手里。經過了幾十年的“臥薪嘗膽”、積蓄力量，國產UPS從一個默默無聞的小產品商在2002年僅奪得了全國銷量第四名，繼而在2003年又奪得第三名，圖5***示出了這種情況。從圖5中可以看出，國產品牌KSTAR在國際強手林立的UPS市場上能奪得名次已屬不易，進入前三名***更不容易！這說明國產UPS不但在一定的領域中能和國際產品并駕齊驅，而且還走在了前面。