UPS的发展趋势

2007-8-27 15:22:40 作者：美国山特UPS哈尔滨办事处

UPS原本是一种使用范围很广泛的保障电力供应的设备，而在近几年来已经转化为以保护各类计算机系统为主要用途的设备，UPS在IT行业发挥着越来越重要的作用，被人们誉为计算机信息的保护神。在世界迈进信息时代之后，信息的安全问题已经被人们广泛关注，因此，在这种时代背景中，UPS的发展趋势引起业界的高度重视就是顺理成章的事了。
　　 有了UPS的精心呵护，计算机系统的数据安全性大大提高了，因此，UPS的问世深受广大用户的青睐最早问世的UPS只是一个带有大飞轮的发电机组，其缺点是转换效率极低，后来被柴油发动机式的发电机所取代。目前，这种旋转发电型UPS还在某些特殊的领域有着它的特定的用途，其容量高达1000KVA。

　　在半导体技术发展的过程中，科学家们将半导体技术应用到UPS的制造中，发明了新型的静止变换式UPS它比旋转式UPS更先进。初期的静止变换式UPS，其功率器件由可控硅制成，美国的Emerson、法国的Alpes4000等UPS产品，其功率器件都是可控硅。功率晶体管的开发成功，在小容量UPS中得到了广泛的应用。

　　功率MOS管已在大容量UPS中广为应用，但功率MOS管难以达到高电压大电流，其饱和压降高于晶体管，于是，兼有晶体管和功率MOS管优点的绝缘门限晶体管（IGBT）应运而生，促使UPS逆变技术更趋成熟目前UPS制造商们都在争先采用IGBT。当然任何器件都不十全十美，比如IGBT有寄生的电流掣住效应，在一定程度上也限制了它的使用。UPS控制电路也发展很快，由开始的分立元件的简单控制发展到今天的微处理机控制，由硬件控制又发展成软件控制，如IPM的软件滤波器；甚至光纤通讯也被引入UPS，如意大利西力UPS的并联就采用了光纤通讯。而且微处理机也被广泛应用于小容量的UPS中，甚至有的专门为蓄电池的监控设立了微处理机，如美国的APC在每个小电池箱中都安装了微处理机，以监视这些电池的状态,UPS已经由初期的单纯供电发展到目前的多功能应用，UPS不再仅仅是供电电源，而且当那些作为负载的计算机在无人值守时，要求UPS自动地定时开机，定时关机，当市面上电故障后，UPS还可以及时通知计算机并可按照事先的约定顺序关机，如APC、UPS除了其联网功能外还可以对环境温度、湿度和烟雾进行监视，并且有好多UPS都可通过联网及远程通讯进行远程监控等等。UPS除了上述的旋转发电机式和静止变换式而外，还有一种将二得结合起来的UPS，称为UBS，即是在一台静止式UPS上配置一台直流发电机，直流发电机给蓄电池充电，使UPS逆变器的工作继续维持下去，如Best的UBS，也有一定的效力领域。

　　静止变换式UPS，一般都分为后备式和在线式，这两种UPS的结构大致相同。其主体结构都主要包括：整流（充电）器、蓄电池、逆变器和转换开关等四个部分。二者的区别主要是工作方式不同，后备式UPS只有在市电异常时才启动逆变器，而在线式UPS的逆变器则自始至终都在工作；后备式UPS有着效率高，价格低廉的优点，但供电质量差一些，而在线式UPS虽然供电质量高，但价格比后备式贵得多。

　　在线互动式UPS的出现兼顾了后备式和在线式两种UPS的优点，因此很快得到了用户的认可。在线互动式UPS和传统在线式的主要区别有3点：

　　1、UPS输出电压的稳压度过。在线互动式UPS，2KVA以下的品种，其输出电压有一个较宽的变化范围，有的超过了±10%，而双变式UPS同为±2%，这就造成了一些用户对前者的忧虑，认为前者输出电压不稳定，无法给电脑使用。难道在线互动式UPS不能作成稳压的吗？否，并非无此技术，而是没有必要，因为小容量的UPS负载绝大多数是电脑，而电脑对交流输入电压的变化范围要求不高。在线互动式小功率UPS省去了过细的稳压环节，提高了可靠性，不过APC对3KVA及3KVA以上的在线互动式UPS都增加了稳压环节，将输出电压稳定在15%以内，这是因为考虑到容量较大的UPS负载有仅仅有电脑或服务器而且还有其它设备之故。

　　2、在线互动式和传统在线式UPS的切换时间。在线互动式小功率UPS有2ms切换时间。与APC Smart900的说明书所介绍的完全相符。传统（双变换）在线式UPS的切换时间不为零。已往的小功率UPS的说明上大都标明切换时间为“0”，实际上这是不确切的。在市电正常时，整流器将输出的直流一方面为蓄电池充电，一方面向逆变器提供能量。当市电不正常或断电时，UPS输入自动断开与市电的联系，逆变器转而向蓄电池索取能量，即当整流电压低于电池电压时，则电池转充电为放电，没有任何“切换”，也就没有“切换时间”。但是，当逆变器过载或故障时，必须将负载切换到旁路上去，这个切换过程不可能为零，当逆变器恢复正常后,负载必须由旁路切换回逆变器上，许多小功率UPS的切换是靠继电器实现，从而延长了切换时间。实际上,切换时间对计算机的影响是很小的。小功率UPS的负载一般都是计算机,而一般的计算机对十几毫秒甚至几十毫秒的断电是不在乎的。

　　3、在线互动式和传统在线式UPS的频率稳定度。由于在线互动式UPS当市电正常时不启动逆变器，而是经过加工的输入市电负载供电。这种UPS的输出频率随市电频率而变，即负载接受的就是电频率，这就产生出在线互动式UPS不稳频的感觉。无论是在线互动式还是传统在线式UPS，一般对输入电压稳定的要求大都是50Hz。如果市电频率变化超过这个值，此两种UPS都改变到电池供电状态，这时输出电压的频率稳定度都较高。在线互动式UPS输出电压频率在50Hz±5%内变化，而传统在线式UPS的输出电压频率同样在50Hz±5%范围内随市电变化，因为一般传统在线式UPS都有锁相环节，在市电频率50Hz±5%范围中，UPS输出电压的频率不但与市电同频率而且同相位，换言之，传统在线式UPS的输出频率在市电正常时也是随市电而变的，而在其说明书中所标明的例如 ±1% 或±5%等都是在电池供电时的情况，这一点和在线互动式相同。

　　综上所述，在供电质量方面，在线互动式和传统在线工两种UPS有着同等的供电效果。不过，在某些具有特殊要求的负载情况下也应作不同的选择，不过由于在线互动式UPS效率很高，故可将工作温度扩展为0~45℃，而传统在线式UPS的工作温度一般都在0~40℃,21世纪初,全球UPS技术将向着多功能的方向发展。例如,Powerware Plus UPS最近推出的4款新型号:200KVA、225KVA、250KVA、300KVA，使其系列产品的功率范围从12KVA拓展到300KVA,全面满足客户的需求,提供包括特殊环境下的关键应用系统所需的中央电源保护功能。与此同时Powerware Plus系列产品还增加了多种崭新功能,内置式DC expert电池监察系统能够高度准确地提供运行时间和电池状况,避免因突如其来的故障导致数据丢失，其指示的电池运行时间误差仅为±3%。

　　内置式数字化Token-Ring网络采用数字讯号处理专利算法，有效地解决并行系统模组之间的相互沟通问题，并采用有效的设计将产品的元件数量减至最低程度，以减少故障机会，成为业界首家提供99.99%可用性的并行冗余系统。新推出的RemoteNotify选件在大部分情况下能够自行诊断故障，并且随即解决问题，如果遇到重大故障，可以就用户预测的190多种故障情况，自动向传呼机或个人电脑发出最多长达40个字的求助信息。Remote Notify可以向两个不同的电话号码发出呼叫，并且最多可以重拨256次，以确保信息可以顺利地传达，而网络管理人员则可以通过拨号进入系统内部检查UPS的全面运行情况。

　　目前, UPS厂商们新推出的多种新产品,包括多种不间断电源供应技术,电源管理软件以及连接装置,都不会由于电源冲击、浪涌、陡降、电力不足和电力中断等问题而使受保护的重要信息资源遭受损失。

网络应用向纵深发展、网络结构日益复杂的情况下，用户既希望UPS能够更加完善自身的功能，使得在应用和维护中能够感受到简便与超强功能并存的优势；同时，他们也希望UPS能够扩展保护的范围，与配套设施一起成为整个电力基础设施的解决方案，从而为整个电力系统提供全面的保护。

　　在进入二十一世纪后，不仅是9·11等政治事件的发生使得人们对信息安全性的需求意识进一步加强，希望通过灾难备份等方式的实施来保障数据的安全性，进而保障整体运转的安全性;而且互联网经济泡沫以及高科技产业的回落也使得企业关注投资收益的程度进一步提高，他们渴望有比一次性投入更灵活的边投资边增长的模式。

　　同时不容忽视的是，现在的网络结构充满了不可知性、不确定性，也带给人们一定程度的不安全感。在这样的背景影响下，用户更希望IT产品能迅速适应不断变化的需求。对于在网络中扮演动力保障角色的UPS，也没有逃脱这样的命运。

　　纵深的需求

　　首先，虽然目前UPS需求的增长减缓，但用户对UPS质量和深层次功能的要求却更为严格。尤其是随着9·11等事件的发生，企业对数据存储和灾难备份的需求因用户心理的不安全感和不确定性而迅速扩大。国内一些大行业、大企业也明显增强了此方面的安全意识，如银行、证券、保险等机构已经开始加大对数据备份和灾难恢复系统的投入，并出台了一系列行业标准。另外，企业网络环境的异构特点日益突出，业务对及时性和远程能力的要求也进一步增强，因此企业网络必须在这些方面提供更强大的支持能力，这也就带动企业对IT产品的需求从一味追求大而全的一步到位型逐步向安全性、可用性及总体拥有成本等方面的全面优化型转变。随之，不仅作为关键任务设备的服务器的演进需要遵循这一要求，为服务器、为整个网络提供电源保障的UPS产品也不例外。

　　以前电源保护经历了点到面的转变，以及从对硬件和数据的保护扩展到对网络可用性的保护这样一个过程。而今天的用户网络变得越来越大，集成的内容越来越复杂，网络上传输的数据也越来越关键。如何透明而实时地监控网络的运营状态,确保网络真正不间断？如何将远端的应用也有效地融合到整个网络的运行中？这些都需要UPS在技术上不断创新，使产品的功能更加强大。

　　根据用户的上述需求，UPS产品转向了模块化、智能化的优化设计理念。APC早在1997年就推出了业内首台采用热更换冗余模块化设计的Symmetra电源阵列，率先将“阵列”和“冗余”的概念应用在电源保护系统，为企业级多服务器环境提供了可管理性、冗余性、可扩展性、可维护性的强大功能，使系统可用性提升至99.999%。

　　在智能化方面，APC在1989年推出了全球第一台具备电池状态显示及运行时间显示的Smart-UPS，并率先提出了智能化UPS的概念。经过10多年的发展，APC拥有了更加丰富的软件及附件产品，为用户的不同应用环境提供优异的智能管理功能，也获得了业界和用户的一致认同。

　　延伸的保护

　　除了对UPS单体产品功能的更高要求外，用户也提出了对UPS延伸功能的需求。目前，用户集中式应用需求在不断增强，对数据中心的要求也越来越苛刻。在经历了由“传统计算机房”到现代数据中心的演变过程后，数据大集中的趋势也渐渐呈现出来。APC通过对多家国内银行、保险等大型数据中心（机房）的分析，了解到影响数据中心安全和可用性有很多因素，其中电源系统的构建是非常重要的原因。客户往往对机房的要求都比较高，很多用户都会花很多的精力来考虑UPS的情况，但往往忽略了UPS只是机房电源保护系统中的一部分，因为从机房UPS输出到负载，还要经过很多环节，各种开关、插头、断路器等配件的质量问题，某种程度上同样构成电源故障的隐患。由于客户在选择关键设备时都会比较慎重，但对于其他的配件往往会忽略，这导致了很多故障缘于这些小问题。

　　用户希望网络的整个电力系统都能得到保护，无需去仔细考虑每个细节。而且，随着业务的增长、网络结构的变化，用户还希望电力系统能够承受动态的考验，提供动态的支持。总体而言，用户要求UPS将对电源的保护作用延伸到整个电力系统、所有供电环节，从而保障网络的高可用性。

　　面对今后数据大集中和电力系统全面保护的需求，APC更加关注整个系统。公司将利用软件的智能化、硬件的模块化以及提供电力基础设施中每个环节的保护来达到整个系统的高可用性，为用户提供从市电入口到负载端的全套解决方案。

　　APC在2002年下半年推出的新产品InfraStruXure电力基础设施构建方案正是定位在这一投资理念上的优化解决方案，该方案的重要特点就是从整个电力基础设施出发（而不是仅局限于UPS），引入可升级的标准化的模块化设计，用户不必为了考虑今后的业务发展而进行“超前”投资，可以实现“边成长边付款”的设想，使投资与用户当前的业务和收入情况相符合。

　　现在APC采用的是类似于数据大集中的集成化电源管理的解决方案，即由同一个厂商为用户提供全部与电力基础设施相关的产品以支持企业数据中心的正常工作。首先是解决了系统不兼容的问题，也避免了在出现故障时因多个供应商之间的相互推诿而延误故障恢复的宝贵时间，更重要的是通过减少UPS和关键负载之间的故障点来实现提高整个系统可用性的目的。

　　总之，在网络应用向纵深发展、网络结构日益复杂的情况下，APC正通过不断创新对UPS的更高需求进行着有效的探索，希望能动态地满足用户对电源保护不断成熟的需求。

在波浪式前进、螺旋式上升的过程中，历史可能重演但绝不是重复。同样道理，1999年中国UPS市场发展速度趋缓与90年代初期UPS市场的停滞不前亦不可同日而语。如果说90年代初期UPS市场正陷于"成长的烦恼"的话，那么开始于1999年的市场增速减慢，恰恰是中国UPS市场由成长期步入成熟期的重要标志。走向成熟的市场虽然不再惊心动魄，却也暗藏玄机，本文将对中国UPS市场竞争态势、营销方式及未来态势进行深入的分析。

竞争策略
全方位立体战已不可避免。这主要表现在产品市场的彼此渗透，以及作为核心产品延伸的服务、渠道逐渐上升为竞争的焦点。
产品策略
以小功率UPS市场为例。随着中小企业数量的增加以及家用PC的迅速普及，小功率UPS市场被众多商家看好。传统以大功率UPS产品为主营业务的厂商全面进军小功率UPS市场，富电于1999年完成了由大功率UPS厂商向中小功率UPS厂商的过渡；爱克赛、梅兰日兰也纷纷推出小功率UPS产品，梅兰日兰还调整了销售渠道，使12K以下的中小功率产品从直销走向代理制；四通、复华、恒电等国产品牌利用价格和渠道的优势，在小功率UPS市场也取得了一定的市场占有率；APC和传统的中小功率UPS厂商山特为保持并扩大市场占有率，在细化市场、理顺渠道的同时，开展了一系列促销活动。尤值一提的是，APC在1998年5月收购大型UPS供应商Silcon后，推出了容量10－480KVA的SilconDP300E系列，在固守中小功率UPS市场的同时，成功切入大功率UPS市场，从而成为为"网络不间断＂提供端到端全面电源保护解决方案的厂商。
据1999年CCID－MIC的调查显示，1999年中国UPS市场上5－30KVA的UPS产品仍是主流产品，主要原因是电信、金融、邮电等行业用户和中小企业是中国UPS市场的消费主流。
APCSilconDP300E系列产品在1999年初进入中国市场后，顺利通过了原邮电部工业产品质量监督检验中心的检测，其性能指标符合进网要求，特别适用于电信等行业系统的需求。它采用了国际UPS市场上先进的DELTA变换技术，因而使得DP300E系列UPS效率最高可达97%，并具有极强的输出能力。同时，独一无二的内部功率因数控制电路的应用，使输入功率因数近似恒等于1，这意味着将不需要额外的相位补偿装置，减少了设备投资。SilconDP300E系列的适时推出，为将来APC更为开阔的市场前景奠定了基础。
由于对Internet、Intranet全天候应用和数据可用性的巨大需求，用户对UPS产品的高可用性需求将保持强劲的增长势头。UPS产品的高可用性也因此成为各厂商产品策略的重点。APC提供的解决方案可对整个数据路径包括集线器、网关、路由器及网桥等设备进行保护，保障系统在任何条件下都可持续运行，从而大大提高了网络的高可用性。在微软刚刚推出的Windows2000中，APC帮助微软开发了内置UPS监控管理插件。微软市场部经理Keith White表示："之所以选择APC来开发Windows2000中的UPS管理代码，是因为它在可靠性方面的全球声誉及其在软件开发方面的杰出经验。我们相信，这一集成的UPS管理功能，可帮助客户在重要业务过程中获得更高水平的系统可靠性和可用性。"

服务策略
在产品同质化程度越来越高的市场条件下，服务已成为众多UPS厂商竞争的焦点：APC在1999年6月获得CCID－MIC进行的"99计算机产品售后服务用户满意度调查"的UPS产品售后服务用户满意度第一名之后，又于同年11月推出了全球服务的最新服务产品包--AGSVIP，至此中国区的服务体系已与APC全球服务体系接轨，并在UPS领域率先将服务作为商品向用户销售。通过800热线、传真、Web、申请、经销商等方面的渠道向不同级别的用户出售为用户提供定制的服务，出售的服务涵盖售前、售后、安装运行、维护软硬件系统等多层次，多方面。它还可为不同机型提供相应不同的续保服务，为APC的硬件提供保修期以外多年服务的解决方案。
山特在中国已有21个全资服务站、60多个正式授权的维修站，这保证了其得以在短时间内为用户提供优质服务；爱克赛在中国建立保税库并增加了全国维修中心的备件储备，提升了自身的快速反应能力......台达、山顿、富电等品牌也不甘人后，纷纷出台了服务举措。

渠道策略
渠道架构的扁平化、渠道形式的多样化以及渠道队伍专业化，也是中国UPS市场竞争手段由低端走向高端的主要表现之一。
在渠道架构方面，APC"一级代理--二级代理--用户"双层渠道模式面向中小功率UPS市场、行业代理和系统集成商直接面向行业大客户的渠道体系，已成为众多UPS厂商的共同选择。
在渠道形成方面，除传统的多级代理制和大客户直销外，许多UPS厂商进行了各种创新：山特率先在济南开设专卖店，APC与8848网站合作进行在线销售，各种小功率UPS与PC捆绑进入商场等。在渠道队伍方面，一批PC、服务器及网络相关设备的代理商、分销商和系统集成商为UPS渠道注入了新的活力，APC的表现尤为突出。
由于Internet高速发展和信息化、网络化建设的不断深入，UPS在各行业中的需求会越来越大。此外，家用PC市场的拓展和上网人数的激增也会带动家庭用户对UPS的需求。但中国UPS市场由成长期进入成熟期的大势已然形成，要重现90年代中后期市场容量大幅增长的局面不太可能。由作为计算机和网络产品配套使用的外设产品发展成为支持网络高可用性的关键设备，UPS产品市场的发展步伐将与整个IT市场的发展速度趋于一致。
根据CCID－MIC的预测，中国UPS市场的年增长率为15%左右。饼的增幅有限而分饼的人却越来越多，中国UPS市场的竞争肯定会越来越激烈。