沈陽微控案例集錦丨領略特別特別高的高海拔方艙醫院的飛輪UPS
摘要：
2020年至今，微控飛輪UPS在海拔4300米的高原高寒地區，已穩定運行近兩年，穩定充放電上千次，為某高海拔方艙醫院重要負荷的安全可靠運行，保駕護航。
1、項目地點在哪里
西藏以西，天上阿里——中國最為荒涼的一片神秘之地。阿里地區，是西藏自治區唯一一個以地區命名的地級行政單位，平均海拔在4500米以上，被稱為“世界屋脊之屋脊”、“世界第三極”、“生命之禁區”。
是的，沒錯，微控的飛輪UPS就安裝在這里，運行在這里，一直在這里。
故事，就從這里開始。
那么，設備怎么運輸上去的呢？坐火車啦，“坐上火車去拉薩”。不僅如此，微控的飛輪設備還上得了Y-20呢！
2、項目背景怎樣呢
為適應未來應急工程需要，適應高寒、高海拔的地理環境與氣候條件，保障應急醫療工程設計及建設的時效性，達到快速、有效救治病人的目的，2020年，微控為西藏阿里地區某高海拔方艙醫院提供了一套飛輪UPS應急電源保障系統。
該系統，部署于海拔4300米的高原環境：最低環境溫度零下45℃，最高環境溫度26℃。采用模塊化集裝箱式設計，利用飛輪物理儲能系統高安全性、高可靠性、超長壽命、環境適應性強等優勢，提高方艙醫院供電安全等級。并且，實現快速部署，滿足方艙醫院低碳環保的發展需求。
方艙醫院的負荷設計，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。其中，項目一期一級負荷設計功率約為400kW。方艙醫院外引一路10kV電源，另配置3臺沃爾沃品牌的柴油發電機組。市電電源和柴油發電機組經ATSE自動切換開關和飛輪UPS等設備為一級負荷母線供電。
項目配置1臺600kVA UPS不間斷電源系統和2臺VDC XXT 450kW飛輪儲能設備。飛輪UPS系統保證一級負荷在市電中斷后持續提供不小于15s的電力供應，柴油發電機組正常啟動后，ATSE自動切換開關切換至柴油發電機組側供電。
3、相關標準了解一下
2020年2月6日，《新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病應急醫療設施設計標準》T/CECS 661-2020發布實施。標準明確了應急醫療設施快速建設技術路線和技術規定，在8 電氣及智能化中，要求新建的應急醫療設施項目應由城市電網提供雙重電源供電，對于恢復供電時間要求0.5s以下的設備還應設置不間斷電源裝置，并配置柴油發電機組。柴油發電機組的容量，應滿足用電負荷（如手術室、重癥監護室、搶救室等）要求，并在正常電源中斷時自動啟動，在15s內為負載供電。
（飛輪儲能產品，可完全替換傳統鉛酸蓄電池，構成飛輪UPS不間斷電源系統，與柴油發電機組配套，集成飛輪UPS集裝箱或飛輪UPS移動式應急電源車，實現快速移動部署，可為客戶提供最安全、最經濟、最高效的應急供電解決方案。）
4、科普小課堂
高海拔、高寒等特殊環境因素，對蓄電池的性能有哪些影響呢？
a)溫度
蓄電池的放電容量與環境溫度是密切相關的。
蓄電池的容量是在環境溫度為25℃時測定的，當使用環境溫度不同時，蓄電池的放電容量會有所不同。環境溫度每升高1℃，電池容量會相應增加0.8%。在大于40℃的溫度范圍內，蓄電池的放電容量會達到一個峰值；反之，環境溫度每降低1℃，電池容量也會相應減少0.8%：這就不難解釋為什么電池在冬天的容量會變小了。
（環境溫度與電池容量下降，并不是嚴格的線性關系。同時，也與各個廠商蓄電池的產品質量標準有關。）
b)氣壓
海拔每升高100米，大氣壓就下降5毫米汞柱（0.67千帕）。西藏自治區平均海拔高達4000米以上。高海拔導致了低大氣壓的形成：這也是西藏自治區空氣稀薄、氧氣缺乏的根本原因所在。由GB/T 19638.1﹣2014可知，蓄電池安全閥應在1～49kPa 范圍內可靠的開啟和關閉。因此，氣壓對蓄電池也有影響。高海拔的地方氣壓低會引起蓄電池安全閥提早開啟，致使電池內部的氣壓壓力降低，其內部水蒸氣加快揮發速度，這種揮發將直接引起電解液粘稠度、內阻增加，加重了電極極化影響。蓄電池容量會明顯減小。
c)光照
高原地區用電環境陽光照射比較強。陽光中紫外線作用在電池上，造成電池組內部局部溫度升高，甚至高于同組中其他電池溫度10℃以上。溫度的變化會造成電池整組或個別只電池壽命縮短，影響整組電池的使用。高溫會導致電池浮充壽命縮短。經驗表明，溫度每升高10℃，電池壽命縮短一半。另外，陽光的紫外線也對電池內部的安全閥產生影響，造成安全閥提前老化，影響電池安全閥的正常開關閥。
d)用電環境
西藏自治區大多地區使用當地水電廠等未接入國家電網的電源，電源穩定性較差。供電環境差，會造成蓄電池頻繁放電。放電次數增多，放電深度增大，嚴重影響蓄電池的使用安全性及使用壽命。
（科普小課堂部分內容參考文獻《高海拔地區UPS蓄電池的使用與維護》）
5、關于VYCON及微控公司
VYCON公司2003年成立于美國洛杉磯，是全球最領先的磁懸浮飛輪生產制造商。2018年，沈陽微控新能源技術有限公司將VYCON公司的飛輪儲能技術引入中國，在中國首先實現了高速磁懸浮飛輪的批量化生產。VYCON公司現為沈陽微控新能源技術有限公司的全資子公司。
微控高速磁懸浮飛輪儲能設備的核心技術，包括高速永磁同步電機、用于懸浮和維持飛輪轉子高速運行的五自由度主動磁懸浮軸承等。產品20年使用壽命期間，軸承免維護。同時，具備可靠性高、功耗低等優勢。產品全球部署量接近3000臺。
