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UPS電源在數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗的方式

發(fā)布時(shí)間： 2016-06-06 13:42:39    關(guān)注量：1636

  數(shù)據(jù)中心機(jī)房的能耗有一部分時(shí)位于數(shù)據(jù)中心機(jī)房中的輸入變壓器(典型配置為10KV/400V型的干式降壓變壓器)和ATS開(kāi)關(guān)所組成的UPS輸入供電系統(tǒng)和由UPS及其相應(yīng)的輸入和輸出配電柜所組成的UPS供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗，3%左右的功耗來(lái)源于UPS輸入供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗。

  由于UPS電源處于交流供電環(huán)節(jié)的很重要一環(huán)，幾乎機(jī)房所有的IT設(shè)備必須有UPS供電，大型數(shù)據(jù)中心的UPS裝機(jī)總?cè)萘烤堰_(dá)到大容量或超大容量等級(jí)，提高運(yùn)行時(shí)的能效勢(shì)在必行。

  節(jié)省能源可采用多種技術(shù)方法。如果能夠處理數(shù)據(jù)中心大客戶的能耗問(wèn)題，就可以獲得很好的節(jié)能效果。例如，UPS系統(tǒng)不斷運(yùn)行并且按照支持所有負(fù)載的規(guī)格進(jìn)行配置的事實(shí)就會(huì)使得小小的能效差別對(duì)整體能效產(chǎn)生重大影響。然而，許多數(shù)據(jù)中心在使用壽命期間仍然在使用高耗能的大型UPS系統(tǒng)，高耗能的原因主要是因?yàn)檫@些UPS系統(tǒng)配置過(guò)大。

  一直以來(lái)，電源使用效率（PUE）是用于量化能效的一個(gè)重要參數(shù)。這個(gè)由綠色網(wǎng)格組織提出的國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)，可用于比較數(shù)據(jù)中心的能效值，并評(píng)估潛在的優(yōu)化空間。在優(yōu)化過(guò)的數(shù)據(jù)中心當(dāng)中，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)1.3甚至更低的PUE，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的PUE值通常為2.5或更高。

  為了能夠完全與供應(yīng)電源兼容，輸入功率因素需要接近1。這可以通過(guò)矯正UPS輸入中的功率因子或通過(guò)采用UPS整流器中的名為IGBTs（絕緣柵雙極晶體管）設(shè)備實(shí)現(xiàn)。如今，電力電子學(xué)的發(fā)展可讓IGBT逆變器在沒(méi)有輸出變壓器的條件下運(yùn)行。由于輸出電壓曲線的質(zhì)量沒(méi)有受到損害，就可消除逆變變壓器的高電能損失，從而將效率提高到至少95%以上。

  能效可能就會(huì)更低。然而，由于電池應(yīng)該盡量減少充電和使用的次數(shù)，長(zhǎng)期性的整體能效均衡將是更好的解決方案。此外，在電池充電的過(guò)程中，通常會(huì)對(duì)整流器產(chǎn)生很高的需求。因此，它需要根據(jù)所連接電池的數(shù)量和容量進(jìn)行優(yōu)化，以避免過(guò)度配置或者配置不足帶來(lái)的損失。

  1.采用UPS集中供電方案

  分散供電，需要更多安裝空間，電纜布線缺乏規(guī)劃，安裝，維護(hù)，管理缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);另外集中供電系統(tǒng)可以通過(guò)后臺(tái)監(jiān)控軟件，在一臺(tái)PC上實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，而分散供電系統(tǒng)要達(dá)到相同的效果，必須在監(jiān)控系統(tǒng)上做出更大的投資，如購(gòu)買網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件和布置485總線等。

  2.提高UPS效率
  UPS的效率直接決定了整個(gè)UPS系統(tǒng)的能耗，這也使得數(shù)據(jù)中心客戶對(duì)UPS效率的要求日益提高。以一個(gè)容量為300KVA的UPS為例，每度電按0.9元計(jì)算，UPS效率每提高1%，一年節(jié)省的電費(fèi)為300×0.8×0.01×24×365×0.9=18921.6元?？梢?jiàn)提高UPS電源的工作效率，可以為數(shù)據(jù)中心節(jié)省一大筆電費(fèi)，因此提高UPS效率是降低整個(gè)機(jī)房能耗的直接方法。

  3.降低輸入電流諧波，提高輸入功率因數(shù)

  諧波的危害表現(xiàn)為引起電氣設(shè)備(電機(jī)，變壓器和電容器等)附加損耗和發(fā)熱；使同步發(fā)電機(jī)的額定輸出功率降低，轉(zhuǎn)矩降低，變壓器溫度升高，效率降低，絕緣加速老化，縮短使用壽命，甚至損壞；降低繼電保護(hù)，控制，以及檢測(cè)裝置的工作精度和可靠性等。諧波諸如電網(wǎng)后會(huì)使無(wú)功功率加大，功率因數(shù)降低，甚至有可能引發(fā)并聯(lián)或串聯(lián)諧振，損壞電氣設(shè)備以及干擾通信線路的正常工作。



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