• Новости
• Блоги
• Аналитика
• Новости компаний
• В СНГ и в мире
• Анонсы

ИБП как поле для инноваций

На рубеже 2016–2017 гг. Schneider Electric анонсировала два решения, позволяющих оптимизировать капитальные и операционные затраты на ИБП высокой мощности. О рыночных предпосылках и технологиях, лежащих в их основе, – Павел ПОНОМАРЕВ, менеджер по развитию направления «Трехфазные ИБП» подразделения IT Division компании Schneider Electric.

Стимулы к поиску

– Павел, компания Schneider Electric опровергает сложившееся мнение о разработчиках и производителях ИБП как об осторожных консерваторах. Что движет ею в таких действиях на рынке?

– За последние пять-семь лет конкурентная ситуация и на глобальном рынке, и на российском изменилась. Если раньше в России наши конкуренты не были представлены столь широко, то сегодня здесь активно работают и «большая пятерка» известных брендов, и бренды, которые позиционируют себя в качестве проводников курса на импортозамещение, включая компании, продвигающие OEM-решения. Понятно, что решения последних почти всегда имеют привлекательную цену и далеко не всегда – оптимальные технические характеристики. А поскольку заказчик голосует именно кошельком, от нас требуется максимум усилий для разработки и выведения на рынок инновационных решений, способных показать, насколько сильно мы отличаемся от других производителей.

– Каких ресурсов требует от компании поддержание репутации производителя инновационных продуктов?

– Разработка ИБП, особенно высокой мощности, требует вовлечения большого количества людей и значительных инвестиций. Для примера могу сказать, что инвестиции компании Schneider Electric в разработку нового источника бесперебойного питания Galaxy VX составили около $50 млн. Создавался он в нескольких R&D-центрах, расположенных в Дании, в Китае, на Филиппинах и в США. В каждой из этих стран разрабатывались определенные части ИБП, а потом результаты их труда объединялись и получившийся продукт тестировался. С разработкой Galaxy VX было связано много нововведений, как в работе самих R&D-центров, так и в оптимизации процессов разработки.

– Чем же этот новый ИБП отличается от другой модели в линейке Galaxy V компании Schneider Electric – Galaxy VM?

– Источник бесперебойного питания Galaxy VM выпускается мощностью 160 кВА и 200 кВА, а у ИБП Galaxy VX мощность, доступная на данный момент для стран региона EMEA, куда входит и Россия, составляет 1000–1500 кВА. Естественно, оба источника поддерживают параллельную работу, которая позволяет создать решения большей мощности или решения с резервированием. Для Galaxy VM максимальная мощность составляет 800 кВА по схеме N + 1, для Galaxy VX – 4 МВт.

Но в целом эти модели построены на схожих платформах. ИБП Galaxy VM выпускается уже более двух лет. В результате оптимизации его конструкции с учетом совершенствования элементной базы и появился Galaxy VX. Разработчикам удалось в тот же формфактор силового блока «втиснуть» максимальную мощность, доступную по этой технологии.

Инновационная составляющая

– Какие преимущества для заказчиков обеспечиваются за счет использования в новом ИБП схемы четырехуровневого инвертора, запатентованной компанией Schneider Electric?

– По сути, четырехуровневый инвертор помогает решить принципиальную проблему бестрансформаторной технологии: при переключении напряжения полупроводниковые компоненты испытывают стресс, причем, согласно тестам производителей, зависимость количества отказов от номинала напряжения носит нелинейный характер. Смысл четырехуровневого инвертора заключается в том, что он позволяет переключать не половину напряжения шины постоянного тока, как в распространенной схеме трехуровневого инвертора, а его треть. Эта небольшая разница десятикратно увеличивает надежность инвертора по сравнению с трехуровневой архитектурой. Также повышается КПД источника, снижается тепловыделение и, соответственно, требования к индуктивности выходных фильтров, что положительно влияет на габариты, вес и цену устройства. То есть запатентованная нами технология позволяет повысить и надежность, и эффективность ИБП одновременно.

– Как способствует экономии затрат заказчика технология, разработанная для Galaxy VM и для Galaxy VX, – ECOnversion?

– При использовании технологии ECOnversion инвертор ИБП работает фактически в обратном режиме: на нагрузку подается «грязное» питание в обход схемотехники устройства, а инвертор заряжает батареи и, кроме того, действует как активный корректор коэффициента мощности. В этом случае для электросетей нагрузка по входу ИБП представляется резистивной, т.е. имеющей коэффициент мощности,  практически равный единице. Именно за счет такой архитектуры время переключения с режима ECOnversion на режим двойного преобразования нулевое. Причем этот режим поддерживается на программном уровне, что позволяет отследить возникновение аномалий в сети, пропадание входного напряжения на байпасной линии или короткое замыкание в электросетях и не допустить перерывов в подаче сетевого напряжения на нагрузку.

– А почему так важно было предусмотреть в ИБП Galaxy VX возможности встроенного резервирования наряду с резервированием по схеме N + 1?

– Объяснение самое простое: еще на стадии разработки этой модели стояла задача – технологически обеспечить поэтапную оплату по мере масштабирования. Ведь далеко не всегда ожидания заказчика на этапе проектирования объекта соответствуют реальному энергопотреблению сразу после ввода объекта в эксплуатацию. К тому же некоторые заказчики крупных ИБП серии Symmetra, причем не только в России, но и в других странах, говорили о том, что их не устраивает, что первоначальные вложения существенно превышают стоимость наращивания системы. С Galaxy VX начальная переплата по сравнению со стоимостью наращивания всего лишь 10%. А увеличить мощность устройства можно за два часа силами сервисных специалистов: подсоединить еще один блок мощностью 250 кВт, провести специальное нагрузочное тестирование (даже в отсутствие реальной нагрузки – благодаря функции SPoT) и убедиться, что оборудование работоспособно.

Ключевое решение для снижения OPEX

– Какого рода заказчики могут быть заинтересованы в экономии, достигаемой благодаря применению литий-ионных батарей?

– Начну с ЦОДов и финансовых организаций. Им важно сэкономить пространство, потому что на моей памяти было мало случаев, когда такой клиент говорил, что у него нет ограничений по площади или по нагрузке на перекрытия. Также это решение ценят заказчики, которым важна минимизация операционных расходов. Срок службы литий-ионных батарей – 15 лет – фактически совпадает со сроком службы ИБП, так что за все это время вопрос их замены не возникнет. В результате даже несмотря на то, что литий-ионные АКБ немного дороже классических свинцово-кислотных, появляется выгода – до 40% общей стоимости владения. Кроме того, некоторые заказчики заинтересованы в сокращении времени заряда батареи. Известно, что стандартный цикл зарядки у классических VRLA-батарей длится 8–10 часов. А у литий-ионных батарей он намного короче.

– А если в процессе зарядки литий-ионных батарей что-то пойдет не так и возникнет угроза перезаряда?

– Стоит отметить, что такая ситуация малореальна, поскольку при заряде батарей системой мониторинга контролируются токи, напряжения и температуры каждой батарейной ячейки и групп батарей для корректного управления зарядом. Если эта стратегия не достигнет желаемой цели, то система мониторинга вынуждена будет отключить зарядное устройство. А на случай проблем с самой системой мониторинга в каждый батарейный блок встраиваются два дополнительных средства защиты – предохранитель для защиты от короткого замыкания и аварийный клапан сброса давления – для размыкания батарейной цепи при последовательных отказах нескольких систем и недопущения влияния неисправной батареи на весь батарейный массив. Таким образом, максимальная безопасность будет обеспечена при любой нештатной ситуации.

– Где и как применяются ваши источники бесперебойного питания на основе батарей этого типа?

– Среди самых крупных хотелось бы отметить два проекта в Южной Корее: один для ЦОДа Shihan Bank, а второй для компании Samsung. В первом из них установлены 34 источника бесперебойного питания Galaxy 7000 мощностью 500 кВА с литий-ионными батареями емкостью 4 МВч, обеспечивающих 15 минут автономной работы, а во втором литий-ионные батареи емкостью 5,5 МВч установлены в 12 ИБП Symmetra MW мощностью 1600 кВА. И в том, и в другом случае необходимость минимизации площадей, занимаемых ИБП, и снижения нагрузки на несущие перекрытия мотивировала заказчика на поиск альтернативных свинцово-кислотным батареям технологий. Выбор в пользу литий-ионных батарей, а не суперконденсаторов, которые тоже рассматривались, был сделан потому, что заказчикам для корректного завершения работы приложений и нескольких пусков ДГУ требовалось 15 минут автономной работы.

– Как вы оцениваете перспективы решений на литий-ионных батареях в России?

– Учитывая, что в мире у нас есть инсталляции, которые нормально функционируют с 2011 г., я не вижу никаких проблем для внедрения у российских заказчиков. Тем более что с 2011-го цены на это решение снижались в среднем на 5–7% в год. В России литий-ионные АКБ доступны с декабря 2016 г. для четырех моделей ИБП: Galaxy 7000, Symmetra MW, Galaxy VM и Galaxy VX.

На сегодняшний день компания Schneider Electric единственная предлагает протестированный продукт со столь долгой историей эксплуатации и столь масштабным опытом внедрения. Некоторые производители заявляют о том, что их ИБП совместимы с литий-ионными батареями, но между совместимостью и законченным продуктом, наработанной экспертизой и опытом эксплуатации разрыв может составлять несколько лет. И это надо понимать.