UPS绿色节能技术介绍 UPS应用

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1、UPS绿色节能技术介绍中达电通股份有限公司郑龙艺摘要：介绍了目前UPS节能的意义，及目前常见的UPS绿色节能技术应用。主要包括UPS、电池等方面的节能技术，包括UPS供电方案规划、UPS节能技术、谐波治理方案、共用电池组方案、智能电池管理、智能配电等。关键词：UPS；节能；高效率；低谐波；共用电池组；智能电池管理方案一、概述随着经济的飞速发展和企业对互联网认识的不断加深，数据中心在近几年迅速红火起来。但随之而来的就是日益庞大的电费开销。如下图所示，一个数据中心在建设中的投资比例，其中电气、电源、制冷总和占了一半以上的投资，其中光电气方面投资就高达26%，高额的电能消耗使得整个数据中

2、心运行成本居高不下，数据中心面临“建得起却用不起”的尴尬境地。根据近期IDC以及Gartner的预测报告中都提到：到2010年，企业平均每年在用电成本上的花费将大于它当年在硬件设备上的投资额。目前，国际能源供应日趋紧张，不仅各种原材料价格上涨，电力价格也在逐步上涨，这将加剧数据中心的电费支出。图一数据中心各系统所占投资比例如何降低数据中心的运营成本成了各企业CIO关注的问题，电都消耗到哪里去了？显而易见是机房内林林总总的IT设备--服务器、终端、网路设备及制冷系统所消耗，节能至上而下可以从主要几方面入手。首先是机房环境的节能，包括制冷环境、供电环境；其次是从IT硬件设备节能，减少I

3、T设备的能耗；最后是IT设备内部各集成电路的节能，比如CPU的节能等。UPS处于交流供电环节的最重要一环，几乎机房所有的IT设备均必需由UPS供电，大型数据中心的UPS装机总容量均已经达到百万伏安级。提高运行时的能效势在必行。目前UPS的节能必需从方案、UPS、电池、配电等方面全方位进行。二、柔性规划，按需扩容一般数据中心都不是一步到位，都会考虑今后未来几年的需求，但是UPS一般都是一步到位，一次上了几套大功率的UPS并机，结果初期负载只有10~20%，没等带到规划的负载就进入了设备淘汰期，不仅造成投资的浪费，而且也无法使UPS运行在较高的效率点，造成电能的浪费。如何避免这种情况的

4、发生，从UPS系统角度考虑，应该包括：a)供电方案设计目前UPS供电方案主要有分散供电、集中供电两种。分散供电的特点是一台UPS为一台或多台设备供电，整个机房由很多套这样系统构成。分散供电的好处是分散风险，不会因为一台UPS供电异常造成大面积停电。缺点是UPS分散，不便管理，而且布线不易规划。另一种是采用集中供电方案，由一套大功率的UPS系统，直接对机房的所有负载供电。集中供电的好处是便于规划、管理方便，维护方便。缺点是如果UPS系统异常，容易引起大面积停电事故，此缺点可以通过采用各种并联构架来避免。所以上面两种方案各有优缺点，目前的数据中心一般采用集中供电方案，也集中的供电的风险

5、。由于UPS并机数量有限制，而且当UPS系统并机数量超过4台时，其可靠性并不比单机系统高多少。当机房UPS装机总容量超过一定限度时,建议将机房按几期规划成几个区域进行供电。规划时可以参考：单机容量不宜超过400KVA，并机数量不宜超过3台。b)UPS在线并机扩容功能机房UPS容量规划，也可以根据不同时期的负载容量要求，采用逐步扩容的方案，使投资方案更经济，同时也能使UPS工作于较佳的功率点。目前的中、大功率段的UPS均已经具备冗余并机功能，不仅提高了系统的可靠性，同时也对机房扩容提供了条件。只要规划时在UPS前后配电箱预留足额空开，并在机房规划相应空间，即可实现UPS并机扩容功能。

6、关键是并机的过程处理，多数品牌并机时需要对UPS电路或者进行修正，此时必然要求UPS必需工作在维修旁路状态，UPS由市电直接带载，如果此时市电波动较大甚至停电，将造成系统的大面积瘫痪。所以并机扩容必须具备在线并机功能，即UPS并机扩容时，只需将新增UPS软件修改至与原UPS系统一致后，在不关闭原有UPS系统的情况下，直接将新增UPS并入原有系统即可，扩容前后UPS均工作于在线模式下，避免因为切换至旁路供电的高分风险动作。c)采用模块化UPS，实现逐步扩容目前，模块化UPS已经开始在国内应用，模块化UPS特点主要包括：可扩容、平均故障修复时间（MTTR）短、可经济实现N+X冗余。以台

7、达C系列UPS为例，每个模块为20KVA整个系统最大可扩容至160KVA，可以根据机房的实际容量需求，逐步扩容，只要在机房初期规划好配电容量即可。同时实现N+X冗余的也比较划算，以60KVA要实现N+1冗余为例，传统方案必需扩容一台60KVAUPS，而采用模块化UPS，则只需扩容一个20KVA的模块即可，节省大笔资金的投入。三、提高UPS自身能效，优化负载效率曲线目前UPS均为在线式双变换构架，其在工作时整流器、逆变器均存在功率损耗。以一个容量为400KVA的UPS为