UPS蓄電池容量計算方法很多，各行各業(yè)都有相應(yīng)的計算方法選擇的側(cè)重點，下面收集UPS行業(yè)中常用的幾種計算方法，供大家參考。同時昌暉儀表注意到現(xiàn)有部份行業(yè)中UPS系統(tǒng)的負荷當(dāng)電力出現(xiàn)問題時，負荷會分時段變化，此類系統(tǒng)中蓄電池容量的計算與選擇也是眾說紛紜，在此提供昌暉儀表的計算方式供大家討論。
昌暉儀表關(guān)于UPS蓄電池容量計算方法介紹
首先昌暉儀表需要明確一下蓄電池容量的概念，根據(jù)YD/T799-2002標準定義，蓄電池容量(AH)是指在標準環(huán)境溫度下(25℃)，電池在給定時間指點終止電壓時(1.80V)，可提供的恒定電流(0.1C10)A與持續(xù)放電時間(10h)H的乘積(I×T)。
確定了UPS和蓄電池的品牌和UPS系統(tǒng)的后備時間，大家可以根據(jù)蓄電池的放電性能參數(shù)，通過功率法，估算法以及電源法等計算方法來計算確定蓄電池的型號和容量。
在UPS系統(tǒng)中，市電正常時，市電為能量源，UPS為能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，蓄電池為能量儲存，后接負荷為能量消耗源，市電出現(xiàn)問題時，蓄電池作為能量源，UPS為能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，后接負荷仍為消耗源。
電力常用計算公式為W=U×I×t，P=U×I。在電池作為能量源時同樣適用，也是所有UPS后續(xù)蓄電池容量計算的依據(jù)所在。
1、恒功率法(查表法)計算UPS蓄電池容量
該方法是能量守恒定律的體現(xiàn)，蓄電池提供的功等于后者稍大于負荷消耗功。W負荷≤W電池；P負荷≤P電池(P電池等于電池實際試驗的恒功率數(shù)據(jù))。
P負荷=[P(VA)×Pf]/η
公式中P負荷為電池組提供的總功率；P(VA)為UPS標稱容量(VA)；Pf為UPS功率因子；η為逆變器轉(zhuǎn)換效率；Pnc為每cell需要提供的功率；n為機器配置的電池數(shù)量；N為單體電池cell數(shù)；Vmin為電池單體終止電壓。
具體計算步驟如下：
①P負荷=[P(VA)×Pf]/η
②Pnc=P負荷/(N×n)
在廠家提供的Vmin下的恒功率放電參數(shù)表中，找出P電池等于或者稍大于Pnc的功率值所對應(yīng)的型號蓄電池。如果表中所列的功率值P電池均小于Pnc。可以通過多組電池并聯(lián)的方式達到要求。
恒功率法(查表法)是UPS蓄電池容量計算的最常用方法，蓄電池容量及型號的確定是根據(jù)對應(yīng)型號蓄電池實際試驗數(shù)據(jù)得來的，電池放電功率數(shù)據(jù)有限，不能滿足所有放電時間下的電池容量計算。不同電壓等級電池和同電壓等級不同容量電池因提供的恒功率與電池容量值沒有線性關(guān)系，故不同電壓等級和容量不可簡單的數(shù)字換算來配置，需要嚴格按照提供的恒功率來配置。不同品牌蓄電池的產(chǎn)品性能存在差異，放電參數(shù)相差較大，故同容量不同品牌電池也不可以互換。蓄電池恒功率數(shù)據(jù)都來自與新電池試驗數(shù)據(jù)，恒功率法(查表法)并沒有考慮蓄電池的折舊以及溫度的變化，故該方法適用于UPS蓄電池運行環(huán)境穩(wěn)定，且UPS負荷長時間在額定容量80%以下運行時選用。
2、估算法計算UPS蓄電池容量
該方法是和電力公式和蓄電池容量概念的體現(xiàn)。根據(jù)已經(jīng)確定的UPS品牌及型號，大家可知蓄電池組最低電壓Umin。
I電池=W電池/(U電池×T)=P電池/U電池
C10=I電池/KCh
公式中C10為蓄電池10小時率容量；KCh為容量換算系數(shù)(1/h)-蓄電池不同放電時率不同放電終止電壓下，電池的容量換算表(25℃)
在UPS系統(tǒng)中，多數(shù)情況負荷容量是保持不變的，而電池組隨著放電時間逐漸降低的，根據(jù)P=U×I可知電池組放電電流逐漸增大。為了計算方便，選擇蓄電池組的最大工作電流為舉例的計算數(shù)據(jù)。
具體計算如下：
Imax=[P(VA)×Pf]/(η×Umin)
C10=I/KC
公式中Imax為電池組提供最大電流；Umin為電池組最底工作
估算法在計算的公式大家可以看出，由于采用了Umin(電池組最低工作電壓值)，所以會導(dǎo)致要求的蓄電池組的安時容量偏大的局面。這是因為當(dāng)蓄電池在剛放電時所需的放電電流明顯小于Imax的緣故。按目前的使用經(jīng)驗，可以再計算出C10值的基礎(chǔ)上再乘以0.75校正系數(shù)。
3、電源法計算UPS蓄電池容量
該方法是在所介紹的UPS后備蓄電池容量計算方法中唯一標準(通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計規(guī)范YD/T5040-2005)支持的方法。此方法是仍舊是電力公式與蓄電池容量概念的結(jié)合方法來確認蓄電池的容量，不過該方法比估算法更全面考慮UPS電池在整個服役期間的電池狀態(tài)，在電池運行環(huán)境溫度變化交大時，更能準確計算出電池的容量。具體計算方法如下：
I=[P(VA)×Pf]/μU
Q≥KIT/H(1+A(t-25))
公式中I為電池組電流；Q為電池組容量(ah)；K為電池保險系數(shù)，取1.25；T為電池放電時間；H為電池放電系數(shù)；U為蓄電池放電時逆變器的輸出電壓(V)(單體電池電壓為1.85V時)；A為電池溫度系數(shù)(1/℃)當(dāng)放電小時率≥10時，取0.006，當(dāng)1≤放電率＜10時，取0.008，當(dāng)放電率＜1時，取0.01；t為實際電池所在地最低環(huán)境溫度值，所在地有采暖設(shè)備時，按15℃考慮，無采暖設(shè)備時，按5℃考慮。
此方法比較全面的考慮環(huán)境因數(shù)以及蓄電池容量衰減，UPS滿荷使用機率較大，以及重要使用場合選用此方法計算配置電池容量。
舉個例子
某品牌80KVA UPS后備時間30min，如何計算電池容量？
該品牌80KVA UPS直流終止電壓為300V及U臨界=300V，直流電壓為348V電池組選用29只12V電池，故N=29，n=6，U終壓=1.75V，UPS的功率因子Pf=0.8，逆變器轉(zhuǎn)換效率η=0.95。
1、恒功率法計算UPS蓄電池容量實例
P(W)=[P(VA)×Pf]/η=[80×1000×0.8]/0.95=67368.4(W)
Pnc=P(W)/(N*n)=67368.4/(29×6)=387.2(W)
查UPS所配電池恒功率表可知：電池終止電壓為1.75V時放電30min電池提供功率為217W。
電池組數(shù)量=387.2/217=1.78，即選用2組120ah，計58節(jié)120ah電池。
2、估算法計算UPS蓄電池容量實例
Imax=[P(VA)×Pf]/(η×Umin)=(80×1000×0.8)/(0.95×300)=224.6(A)
查蓄電池不同放電時率不同放電終止電壓下，電池的容量換算表(25℃)可知KCh=0.98。
C10=I/KCh=224.6A/0.98=229(Ah)
按照使用經(jīng)驗，可在計算的基礎(chǔ)上再乘0.75校正系數(shù)。故需要電池安時數(shù)為229×0.75=172(Ah)。
即可選用1組172h電池可以滿足負載的使用，根據(jù)中達電通12V系列蓄電池容量的設(shè)計規(guī)格，選用計1組12V200ah電池或者2組12V100ah電池，計29節(jié)200ah電池，或者58節(jié)100ah電池。
3、電源法計算UPS蓄電池容量實例
Imax=[P(VA)×Pf]/(η×U臨界)=(80×1000×0.8)/(0.95×300)=224.6(A)
Q≥KIT/{Hηk[1+A(t-25)]}≥1.25×224.6×0.5/{0.4×0.8[1+A(t-25)]}≥438ah
30min電池的容量換算系數(shù)取0.4，(引用該電池不同放電時率不同放電終止電壓下，電池的容量換算表)，溫度為25℃。
因電池組在實際放電過程中，放電電流明顯小于Imax的緣故，按照使用經(jīng)驗，可在計算的基礎(chǔ)上再乘0.75校正系數(shù)。
