数据中心UPS备用蓄电池的选型计算

数据中心UPS备用蓄电池的选型计算
5.2.1恒功率法（查表法）
恒功率法（查表法)是UPS蓄电池容量计算的最常用方法。

蓄电池恒功率数据都来自于新电池试验数据，恒功率法（查表法）并没有考虑蓄电池的折旧以及温度的变化，故该方法适用于UPS蓄电池运行环境稳定，且UPS负荷长时间在额定容量80%以下运行时选用。

计算公式如下：
P负荷={P(VA)*Pf}/Ƞ
P电池——电池实际试验的恒功率数据
p负荷——电池组提供的总功率
P(VA)——UPS标称容量（VA)
Pf——UPS功率因子
Ƞ——逆变器转换效率
Pnc——每ce11需要提供的功率
N——机器配置的电池数量
N——单体电池ce11数
Vmin——电池单体终止电压
计算实例：
100KVA UPS,备用30min，计算电池配置，
首先确认参数要求：
1、恒功率数据表（25℃，终止电压1.70V)
2、UPS的逆变效率
3、UPS单组电池只数，本例的（UPS只数30，32，36，40）
代入公式计算：
P(UPS容量）×1000×ɸ
P(单格)=N×n×Ƞ
计算结果：
P（单格）=100×1000×0.8÷36÷6÷0.95=389.9W
查恒功率放电数据表：
配置方案：
1、12NP-100蓄电池30min单格恒功率为198W（1.70V，25℃），2组并联恒功率为396W，单台UPS配置2组12NP-100蓄电池（每组36只），满足UPS运行30min的备用。

或者选择1组12NP-200蓄电池（每组36只）。

2、12NP-200蓄电池30min单格恒功率为396W（1.70V，25℃），可以满足要求。

5.2.2估算法
该方法是和电力公式和蓄电池容量概念的体现。

根据已经确定的UPS品牌及型号，我们可知蓄电池组最低电压Umin。

I电池=W电池/（U电池*T）=P电池/U电池
C10=I电池/KCh
C10 蓄电池10小时容量
KCh 容量换算系数（1/h),根据蓄电池不同放电时率不同放电终止电压下，电池的容量换算表
在UPS系统中，多数情况负荷容量是保持不变的，而电池组随着放电时间逐渐降低的，根据P=UI可知电池组放电电流逐渐增大。

为了机房方便，我们选择蓄电池组的最大工作电流为我们的计算数据。

具体计算如下：
Imax——电池组提供最大电流
Umin——电池组最低工作电压值
Imax={P（VA)*pf}/(Ƞ*Umin)
C10=I/KC
估算法在计算的公式我们可以看出，由于采用了Umin——电池组最低工作电压值，所以会导致要求的蓄电池组的按时容量偏大的局面。

这是因为当蓄电池在刚放电时所需的放电电流明显小于Imax的缘故。

按目前的使用经验，可以在计算出C10值得基础上再乘以0.75校正系数。

计算实例：
100KVA,备用30min,计算电池配置，根据公式计算如下：
1、Imin 电池组提供最大电流
Umin 电池组最低工作电压值
Imax={P（VA)*pf}/(Ƞ*Umin)
2、计算：
Imax=100×1000×0.8÷0.95÷1.70÷36÷6=229A
C10=I/KCh=229÷0.9=255Ah。

根据实验还要乘以0.75的系数校正，结果191Ah。

可选择12NP-100电池2组或者1组12NP-200电池。

5.2.3电源法
该方案是所介绍的UPS备用蓄电池容量计算方法中唯一标准（通信电源设备安装工程设计规范YD/T5040)支持的方法。

该方法比估算法更全面考虑UPS电池在整个服役期间的电池状态，在电池运行环境温度变化较大时，更能准确计算出电池的容量。

具体计算方法如下：
I=(P(VA)*PF)/uU
Q≥KIT/H(1＋A(t-25))
I 电池组电流
Q电池组容量（ah)
K 电池保险系数，取1.25
T电池放电时间
H 电池放电系数
U 蓄电池放电时逆变器的输出电压（V)(单体电池电压为1.85V时）
A 电池温度系数（1/℃）当放电小时率≥10时，取0.006，当1≤放电率<10时，取0.008，当放电率<1时，取0.01。

T 实际电池所在地最低环境温度值，所在地有采暖设备时，按15℃考虑，无采暖设备时，按5℃考虑。

此方法比较全面的考虑环境因数以及蓄电池容量衰减，UPS满荷使用机率较大，以及重要使用场合选用此方法计算配置电池容量。

计算方法实例：
100KVA，备用30min，计算电池配置，根据公式计算如下：
Imax=(P(VA))*pf)/uU
=100×1000×0.8÷0.95÷1.85÷36÷6=211A
Q≥KIT/{hȠK (1+A(t-25))}
=1.25*211*0.5/{0.4*0.8(1+A(t-25))}=412Ah
结果需要2组12NP-200电池，每组36只。

文章摘自：数据中心备用电源技术白皮书。