Силовой модуль представляет собой блок, содержащий выпрямитель и инвертор, устанавливаемый в корпус энергетического массива для параллельной работы с другими силовыми модулями. Существуют различные концепции энергетических массивов: с распределенной логикой управления, с централизованной избыточной логикой, с отдельными батарейными модулями и с совмещенными силовыми и батарейными модулями. На рис. 3.19 приводится схема энергетического массива с централизованной избыточной логикой управления и раздельными силовыми и батарейными модулями.

Слоты для дололнительных устройств

Коммуникационнный порт

Коммуникационнный порт внешних батарей

Контроль батарей

Основной модуль управления

Шины улравления

Силовой модуль

Силовой

Резервный

модуль управления

Пульт управления

модуль

Силовой L модуль J""

Силовой L модуль

-4

Силовой модуль

Силовой модуль

Дополнительные /-батареи ~

Силовой L модуль J-n

Л

Вход

Силовой LZl модуль

Автоматический байпас

Входной выключатель

Выход

Ручной байпас

Рис. 3.19. Схема энергетического массива (источник: АРС)

Из схемы видно, что питание через входной выключатель поступает на каждый силовой модуль, которые включены параллельно. АБ состоит из нескольких батарейных модулей, также включенных параллельно. Управление энергетическим массивом

осуществляется по шинам управления от основного и резервного модулей управления. Отказ любого модуля не вызывает остановки ИБП в целом. Процедура ремонта состоит в замене отказавшего блока без отключения ИБП («горячая» замена), как это показано на рис. 3.18, б. Индикация о неисправности выводится на пульт управления и на коммуникационный порт для передачи в систему мониторинга ИБП (см. разд. 7.1.1). Слоты дополнительных устройств предназначены для расширения ком-муникационнных и функциональных возможностей ИБП (см. разд. 7.1.1).

В энергетике потребляемые и генерирующие мощности являются одними из основных технико-экономических показателей. На основе мощностей силовых модулей энергетических массивов можно оценить направления развития этого перспективного типа ИБП. Основные данные табл. 3.2 - мощности силовых модулей и суммарные мощности утройств. Эти данные определяют тенденции развития типа ИБП, однако не могут быть использованы как справочные материалы по моделям и производителям. Существует ряд моделей, не вошедших в таблицу.

Таблица 3.2. Мощность энергетических массивов и силовых модулей

Мощности силовых модулей лежат в диапазоне 0,4...40 кВА. С момента появления энергетических массивов по настоящее время прослеживается тенденция роста мощности единичного модуля. Удельные мощности силовых модулей в расчете на единицу массы составляют до 0,5.. .0,6 кВА/кг. Конструктив энергетического массива близок к стандартным телекоммуникационным шкафам, и очевидно, что предел мощности будет определяться массогабаритными показателями силового модуля, позволяющими производить его замену одному-двум человекам. Мощность всего устройства при этом не превысит 200 кВА. Этот прогноз делается из расчета массы модуля (не более 60 кг) и количества модулей в устройстве (до 5 штук).

Наращивание мощностей энергетических массивов возможно по следующим технологическим направлениям:

- увеличение единичной мощности модуля;

- увеличение количества модулей;

- масштабируемость устройств.

Увеличение единичной мощности модуля при существующей элементной базе промышленной электроники потребует увеличения массы и габаритов модуля. Такой путь реализован в энергетическом массиве АРС Symmetra MW с модулями 200 кВА (рис. 3.20). Количество модулей в устройстве может составлять до 8, и суммарная мощность достигает 1600 кВА.

Модуль ввода/вывода

Силовой модуль

Модуль управления

Рис.3.20. Энергетический массив Symmetra MW

(источник: АРС)

Конструктив этого устройства позволяет производить замену силового модуля по частям, с выделением вьшрямителя, инвертора и других компонентов преобразователей в отдельные конструктивные элементы. Процедура замены модуля при таком конструктиве не требует применения средств механизации.

Увеличение мощности путем увеличения числа модулей реализовано в устройстве РК Electronics US 9001 с модулем мощностью 1 кВА, общим чис;юм модулей до 144 и соответственно суммарной мо1ЦНОстью до 144 кВА. Большее количество модулей в устройстве теоретически возможно, но потребует увеличения размера стойки, что усложнит условия перевозки и монтажа.

Масштабируемость устройств нуждается в пояснении. Ряд моделей энергетических массивов позволяют осуществлять комплектацию устройства таким образом, что количество силовых и батарейных модулей может находиться в разных соотношениях. Такая комплектация применяется для следующих целей:

- осуществления избыточного резервирования по принципу N+2 и более для электроприемников с особо высокими требованиями к надежности электроснабжения (системы безопасности, технические средства органов государственного управления, транспорта, опасного производства, крупные платежные системы и т.д);