数据中心UPS铅酸蓄电池容量计算

 数据中心UPS铅酸蓄电池有两种常用计算方法，为恒功率法和恒电流法。数据中心UPS负载较稳定，当市电失电后，蓄电池需要提供恒定的功率来支撑负载运行。根据铅酸蓄电池的放电特性，在放电过程中，电池组的电压持续降低，由于必须提供恒定的功率，则电池的放电电流会持续增大，故恒功率法相对于恒电流法更准确。
数据中心UPS铅酸蓄电池组的容量计算宜采用恒功率计算法。计算公式如下：
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式中，W为2V电池单体功率（W）；K为安全系数；P为负载额定功率（kW）；η为逆变器的效率；N为2V电池单体数量；α为电池温度系数( 1/℃)，当放电小时率≥10时，取α=0.006；当≤放电小时率＜10时，取α=0.008；当放电小时率<1时,取α=0.01；t为实际电池所在地最低环境温度数值。
1、K——安全系数
安全系数主要考虑蓄电池选型留有一定裕量，可取1~1.25。铅酸蓄电池设计寿命一般可达到12年，但实际使用寿命一般为5年，5年后约为标称容量的80%。故在铅酸蓄电池选型过程中，不仅要考虑铅酸蓄电池初始容量，还要考虑寿命末期容量满足放电要求。对于2N系统，安全系数可取低值；对于N系统，安全系数宜取1.25。
2、P——负载额定功率
负载额定功率P的取值尤为关键，按照负载性质可分为电子信息设备和动力设备。当系统设计无增容需求或系统配置确定时，宜按照UPS实际负载计算；当不确定时，电子信息设备可按照UPS负载率不高于90%配置。动力设备可按照UPS负载率不高于80%配置。另外P应为有功功率值（kW），而不是视在功率值（kVA）。
3、η——逆变器效率
目前数据中心常用UPS逆变器效率都在95%以上，故η宜取0.95。
4、N——2V电池单体数量
数据中心UPS铅酸蓄电池组通常选用12V电池，由a节电池串联为一组，再并联b组组成，N=6ab。
每组串联块数a主要由UPS支持电压、蓄电池容量决定，目前常用高频UPS可支持每组12V电池40-50节，且支持奇数可选。
电池并联组数b一般取2~4组。
用户可根据不同品牌型号的蓄电池选择最经济的串并联块数，也可委托厂家选型。
5、t——环境温度
环境温度对于铅酸蓄电池的放电容量和使用寿命至关重要，温度过高或过低都会对蓄电池组的放电容量和使用寿命产生较大影响，规范GB 50174——2017《数据中心设计规范》附录A中规定不间断电源系统电池室温度为20℃~30℃ 。在实际工程设计中，蓄电池室通常设计温度为25℃，配置精密空调进行环境温度调节。因此，在配置精密空调的蓄电池室中，可取环境温度为25 ℃。
6、举例
以一台500kVA UPS负载为460kW的IT设备，后备时间为10min，放电截止电压1.75V为例，其中UPS逆变器为0.95，蓄电池室设计温度为25℃，安全系数取1.1。
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以12V非凡蓄电池恒功率放电表为例，12FLB800C放电10min恒功率为950W，假定配置两组并联，每组配置46块。
W=1.1*460*1000/0.95/2/6/46=964.9W＞950W，不满足要求；
假定配置两组并联，每组配置47块：
W=1.1*460*1000/0.95/2/6/47=944.4W＜950W，满足要求；
故选用12FLB800C两组并联，每组配置47块。