機架式UPS電源節能有效提高機房能源效率

來源：存能電氣  日期：2019-04-12 09:01  瀏覽量：次

　　機架式UPS電源節能有效提高機房能源效率。機房機架式UPS電源作為護航機房數據中心持續穩定運行的保障，其次配置容量不應該過大，所以在設計安裝機房機架式UPS不間斷電源前，一定要考察清楚機房環境，然后設計適合的解決方案，才能助力機房節能降耗。

　　好的機架式UPS電源應具備幾個關鍵特質，首先是高輸入功因數應大于0.99，如此便能節省輸入端的虛功消耗，亦節省輸入端的配電成本；其次是低輸入電流諧波，宜低于3%~5%水平，以避免影響配電端其它設備的電源使用。新的UPS設計多采IGBT高頻整流，至于傳統多相整流加上濾波器，頂多僅能降到5%~7%，需付出額外成本來降低電流諧波，且只有在滿載時才有較好效果。

　　目前，機架式UPS電源的節能必需從方案、UPS、電池、配電等方面全方位進行。

　　機房UPS電源節能的重要性

　　機房的可靠供電是重中之重，機架式UPS電源就是為了解決不間斷供電而設置的。另外，通信設備和精密的網絡設備是不允許電力有間斷的，以服務器為核心的網絡中心要配備UPS電源是不言而喻的。

　　據IDC統計，我國電腦故障的原因45%主要由電源問題引起,在我國，大城市停電的次數平均為0.5次/月，中等城市為2次/月，小城市或村鎮為4次/月，電網至少存在這幾種問題：斷電、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電壓波動、電壓跌落、脈沖干擾。因此，改善電源質量，從配置一臺節能機架式UPS電源開始。

　　機架式UPS電源節能有效提高機房能源效率

　　1、供電方案設計

　　目前機架式UPS電源供電方案主要有分散供電、集中供電兩種。分散供電是一臺UPS為一臺或多臺設備供電。分散供電的好處是分散風險,不會因為一臺UPS異常造成大部分設備停電;缺點是UPS分散布置,不便管理,而且布線不容易規劃。

　　另一種是采用集中供電,由一套大功率的UPS直接對數據中心的所有負載供電。集中供電的好處是便于規劃、管理方便、維護方便;缺點是如果UPS系統異常,容易引起數據中心大面積停電事故,此缺點可以通過采用并聯構架來避免。

　　因此,以上兩種方案各有優缺點,目前的數據中心和機房一般都采用集中供電方案。由于UPS并機數量有限制,而且當機架式UPS系統并機數量超過4臺時,其可靠性并不比單機供電系統高多少。當機房UPS裝機總容量超過一定限度時,建議將機房按幾期規劃分成幾個區域進行供電。

　　2、提高UPS自身能效

　　目前機架式UPS均為在線式雙變換構架，在其工作時整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個容量為400kVA的UPS為例，每度電按0.95元計算，UPS效率每提高1%，一年節省的電費為400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元。可見提高UPS的工作效率，可以為數據中心節省一大筆電費，可見提高UPS效率是降低整個機房能耗的最直接方法。因此采購UPS，盡量采購效率更高的UPS。

　　當然UPS效率高不僅僅是滿載時效率高,同時也必須具備一個較高的效率曲線,特別是在“1+1”并機系統時,根據系統規劃,每臺UPS容量不得大于50%,所以要求機架式UPS電源必須采取措施優化效率曲線,使UPS效率在較低負載時也能達到較高的效率。

　　3、降低輸入電流諧波，提高功率因數

　　采用12脈沖整流器。其原理是在原有6脈沖整流器基礎上，在輸入側增加一個移相變壓器和6脈沖整流器。采用該技術方案后，可以將諧波降低至10%左右。優點是較為簡單，諧波改善明顯;缺點是對功率因數改善有限，價格略高。

　　機架式UPS電源采用高頻IGBT整流及PFC功率因數校正電路設計整流器。原理是采用高頻率PWM控制IGBT導通，對輸入電壓波形進行分割，使輸入電流波形盡量接近正弦波，并對輸入電壓和電流相位差進行補償。優點是體積輕，價格便宜，效果好;缺點是技術結構復雜，不易維護，受功率器件影響，目前容量大小受到限制。

　　4、電池管理及配電管理技術

　　UPS都配備了電池組，用戶在電池組上的投資往往占整個UPS供電系統投資的很大一部分，甚至超過UPS本身的投資，而電池的使用年限明顯低于UPS設備。影響UPS電池壽命的因素有很多，主要包括溫度、充電、放電、循環次數等。如果能夠對上述幾個因素進行綜合處理，可以大大延長電池的使用壽命，延長電池更換周期，節約電池投資。

　　機架式UPS電源并聯系統中采用先進的智能控制和故障診斷與保護策略，使系統可自動適應不同的應用條件和環境，減少人工干預和調試程序，同時實時檢測系統運行狀態，實現故障的智能診斷與保護，提高系統運行可靠性，降低系統維護和維修成本。

　　存能電氣一直在大力提倡環保節能機架式UPS電源充分吸收當代科技界成果，研發出一種ECO節能模式，讓UPS電源主機工作效率達到98%，與一般的工作模式相比，節省了8%的損耗。ECO工作原理：當市電品質優異時，UPS主機系統通過旁路EMC濾波輸出向負載供電，逆變器待機;當市電電壓或頻率超出一定范圍時，則UPS轉為雙變換工作模式。

　　總體來說，機架式UPS電源節能降耗對機房的意義重大，機架式UPS電源將引領UPS行業新的發展！