东莞直流屏电源的类型选择
蓄电池有多种类型，目前，风力发电普通采用于荷铅酸蓄电池。这种电池灌液后，经过30分钟，待
液温为l 5℃时即可使用，不需要进行初充电。对刚刚安装风力机，又不具备初充电条件的偏远地方，立
即可以用电，是很优越的。这种电池的缺点是体积和重量较大，搬运不方便。市场销售的铝酸蓄电池多
是机动车启动用电池，其极板结构和制造特点，使用在风力发电的充放运行条件下，是不适合的，使用
命短，一般只有2～3年左右。在容量较大的风力发电站中，好采用固定型防酸隔爆式铅蓄电池，这种
电池具有容量大，电液比重较低（15℃时约在1．21左右），减少对极板和隔板的腐蚀，可延长蒸发时间
，还有防渗漏措施，减少了对地的放电。
碱性蓄电池体积小。重量轻，使用寿命可达15年左右，在我区也有少量使用。碱性电池寿命虽然比
酸性电池长5—7倍，但其价格却高出酸性电池10几倍。从经济上考虑，我们认为在小型风力发电中还是
使用于荷铅酸蓄电池较有利。
蓄电池的三种运行方式
1．全充全放制。即风机集中安装，集中充电，电瓶分散到户，每户两块电瓶轮换使用。
风力发电是受风制约的，尤其是对小型风机更为明显。在村内风小，风机必须集中安装在村外，架
线又有困难的农村、浩特，适合采取这种方式。风机可以架设在风能较佳的场地上，得以充分利用风能
。电瓶轮换使用能保证满充满放。缺点是：东莞直流屏电源
所需电瓶较多，增大投资和电度成本。
电瓶使用效率较低（约40％左右）。
电池的充放电轮换频繁，使用寿命较短。
经常来回搬运电瓶给用户造成麻烦，且容易碰坏电瓶；搬运不慎，电解液容易外漏，会造成电瓶
缺液或烧坏衣服。
2．半浮充电运行方式。就是风机（直流发电）和电瓶并联供电的工作方式。不用电时（白天），由
风机发电向蓄电瓶充电；无风时，由蓄电池向负载供电；有风时，由风机发电浮充蓄电瓶并供电。这种
方式多用于单机1～3户使用，配置的莓电瓶容量较少，投资也相应减少。采用半浮充制蓄电池的寿命一
般此全充全放制长些，蓄电池的使用效率约50％左右。
3．全浮充制。把电瓶集中安装在充电间，将电池组和风力发电机并接在负载回路上，使电池常期处
于小电流充电中。风机在向负载供电时，风速波动引起的电压波动，通过蓄电池组起到了稳定作用，保
证了正常供电。这种运行方式电池使用寿命比以上两种方式都长，而且所需的蓄电池容量大为减少，电
能效率提高，简化了电池维护，整个供电设备效率可达到60—70％。察右后旗韩勿拉风力发电站就是采
用这种方式进行工作的。
蓄电池容量的确定方法
蓄电池容量配置的是否合理，直接影响风力发电的各项技术经济指标。容量选的小了，多风时发出
的富余电量得不到充分储存。容量选的太大，一则增加投资；二则蓄电池可能会长期处于充电不满状态
，将会影响蓄电池的效率和使用寿命。表一为蓄电池在风力发电设备中所占投资情况。
一般常规充电是“两阶段恒电流充电”，此法既不浪费电力，充电时间短，对延长蓄电池使用寿命
有利，同时计算蓄电池容量也容易得多。风力发电的情况，则不同于常规充电。
由于风速经常变化，电机输出的电流时大时小，时有时无，这样蓄电池充电电流和所需充电时间就
很难确定。针对这种实际情况，我们采用如下两种计算方法来确定配置蓄电池容量。
东莞直流屏电源工作原理
（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流
电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波
成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
稳压电源
（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流
电压各滤波电容C满足RL-C＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电
阻。
（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化
。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有CW317
（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电
位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，大输出电流为1.5A。
稳压电源
直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备，常见的直流稳压电源，大都采用串联式反馈式稳压
原理，通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。了解了直流稳压电源工作原理能有利
于我们对直流稳压电源的认识。
这种定制化服务器每台内部都有一块12V内置电池,正常情况由市电通过服务器电源转换成12V进行供电,如果停电或主路供电遇到问题,则由电池直接给服务器供电。因为内置电池的成本很低,有多少服务器,就配多少块电池,所以安装比较灵活,只要供电系统总容量允许,扩容时基本不用考虑备电的问题。因为是市电直接供电,所以系统的整体效率就是服务器的效率。
-
小结
从备电系统的位置来看,随着电池组一步步向后端延伸,供电架构也从完全的集中式过渡到完全的分布式(数据中心→微模块→机柜→服务器),单个服务器本身的可用性也逐步提高。
通过对各种定制服务器架构的分析可以发现:
BAT天蝎:定制化程度低,对现有架构的变化小,服务器电源从各自分散变成了集中到整机柜中(目的是提升供电效率与部署速度),定制服务器仅保留原来的单板、CPU等核心部件;也正因为如此,相比更早开展的OCP项目,天蝎项目反而进展更快。
facebook:需要对服务器电源进行定制(可支持48VDC),而储能系统则可以利用现有的通信电源(铅酸电池成熟度较高),对服务器改动较小,仅需要更换部分服务器电源模块;facebook的这种架构其实对通信运营商非常适合,尤其是现网存在大量传统CT设备的时候(采用48VDC供电),更适合ICT设备融合改造的场景。
东莞直流屏电源微软的LES电源:其本质是把锂电池与服务器电源集成到一个模块里面,而其定制服务器本质上与天蝎服务器一致;LES定制化程度稍高,优点是备电系统与供电系统结合,随负载灵活扩容,可保持固定的备电时间(换句话说,想增加备电时间必须同时增加电源模块)。
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小结
从备电系统的位置来看,随着电池组一步步向后端延伸,供电架构也从完全的集中式过渡到完全的分布式(数据中心→微模块→机柜→服务器),单个服务器本身的可用性也逐步提高。
通过对各种定制服务器架构的分析可以发现:
BAT天蝎:定制化程度低,对现有架构的变化小,服务器电源从各自分散变成了集中到整机柜中(目的是提升供电效率与部署速度),定制服务器仅保留原来的单板、CPU等核心部件;也正因为如此,相比更早开展的OCP项目,天蝎项目反而进展更快。
facebook:需要对服务器电源进行定制(可支持48VDC),而储能系统则可以利用现有的通信电源(铅酸电池成熟度较高),对服务器改动较小,仅需要更换部分服务器电源模块;facebook的这种架构其实对通信运营商非常适合,尤其是现网存在大量传统CT设备的时候(采用48VDC供电),更适合ICT设备融合改造的场景。
东莞直流屏电源微软的LES电源:其本质是把锂电池与服务器电源集成到一个模块里面,而其定制服务器本质上与天蝎服务器一致;LES定制化程度稍高,优点是备电系统与供电系统结合,随负载灵活扩容,可保持固定的备电时间(换句话说,想增加备电时间必须同时增加电源模块)。
Google:其服务器定制化程度高,是彻底的分布式架构,相当于每台服务器都自带UPS,结构简单;但IT设备使用寿命有限,设备更换后电池无法利旧,造成浪费(网上资料不多,据猜测,也可能可以通过拆除电池来利旧)。而为了降低成本不可能配置高容量电池,因此备电时间有限(只有几分钟),对油机切换速度要求较高。
组合方式:市电高效,但提升效率并非唯一目的。
