節(jié)能型VTS雷達站的電源子系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備選型方法
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一，背景
雷達站電源子系統(tǒng)是VTS系統(tǒng)的重要組成子系統(tǒng)。該系統(tǒng)負載通常由動力負載和開關(guān)電源負載組成混合負載。其中，動力負載為雷達天線馬達，開關(guān)電源負載為：雷達、微波、甚高頻收發(fā)機、以及雷達信號處理器、AIS（船舶自動識別系統(tǒng)）等開關(guān)電源設(shè)備。
為了保障雷達站設(shè)備可用率負荷要求（≤5年使用年限的VTS系統(tǒng)設(shè)備，一級可用率要求≥99.9%[1]），雷達站通常由UPS（不間斷電源）、柴油發(fā)電機及市電聯(lián)合組成多路電源保障系統(tǒng)。
由于VTS雷達雷達站常建在沿海/水的相對地理高位，市電供應(yīng)往往穩(wěn)定性較差，因而UPS和發(fā)電機便成為VTS雷達站電源子系統(tǒng)的關(guān)鍵組成設(shè)備。長期以來，雷達站電源子系統(tǒng)的設(shè)計和設(shè)備選型，都不同程度地存在著側(cè)重系統(tǒng)可靠性，而忽略節(jié)能性的現(xiàn)象。比如，總穩(wěn)態(tài)功耗為2kVA的混合負載，往往被配置了10kVA甚至20kVA的UPS，為之匹配的發(fā)電組的常備功率被配置成20kVA甚至30kVA或以上！這些雷達站不僅投資成本高，而且長期運行能耗、成本也非?？捎^。
隨著“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型國家”的理念深入人心，怎樣建設(shè)節(jié)能型VTS雷達站已經(jīng)成為VTS建設(shè)、維護人員理應(yīng)科學(xué)思考的命題。本文通過對雷達站負載的分析，研究、測試節(jié)能型UPS、發(fā)電機特性，總結(jié)得出的滿足雷達站混合負載特點的節(jié)能型電源子系統(tǒng)的設(shè)計方法和設(shè)備選型方法。該方法最后還通過了測試驗證，證明可行，并已在珠海VTS項目中得到采用。
二，經(jīng)典高耗能電源子系統(tǒng)案例分析
我們以如下典型案例，說明現(xiàn)有雷達站電源子系統(tǒng)普遍存在的，在能源利用率方面的問題和不足。
案例1
圖1為某雷達站電源子系統(tǒng)拓撲。該雷達站配置如下：
UPS型號：法國梅蘭日蘭 銀河3000，三進三出10kVA UPS，輸出功率因素0.8
發(fā)電機型號：英國Wilson，常備功率（12小時可連續(xù)運行的功率）14kVA(11.2KW) 三相發(fā)電機
負載類型：某品牌1P三相雷達馬達及雷達收發(fā)機等單相開關(guān)電源設(shè)備
圖1： 某雷達站電源子系統(tǒng)拓撲
該站負荷及節(jié)能性測試結(jié)果如表1、表2所示。
表1：該站實測UPS負載的穩(wěn)態(tài)功耗
表2：該站實測UPS負載率與效率
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