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机房UPS不间断电源节能的重要性

2019-11-13

1、供电方案设计

目前机架式UPS不间断电源供电方案主要有分散供电、集中供电两种。分散供电是一台UPS为一台或多台设备供电。分散供电的好处是分散风险,不会因为一台UPS异常造成大部分设备停电;缺点是UPS分散布置,不便管理,而且布线不容易规划。

另一种是采用集中供电,由一套大功率的UPS不间断电源直接对数据中心的所有负载供电。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,容易引起数据中心大面积停电事故,此缺点可以通过采用并联构架来避免。

因此,以上两种方案各有优缺点,目前的数据中心和机房一般都采用集中供电方案。由于UPS并机数量有限制,而且当机架式UPS系统并机数量超过4台时,其可靠性并不比单机供电系统高多少。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分成几个区域进行供电。

2、提高UPS自身能效

目前机架式UPS不间断电源均为在线式双变换构架,在其工作时整流器、逆变器均存在功率损耗。以一个容量为400kVA的UPS为例,每度电按0.95元计算,UPS效率每提高1%,一年节省的电费为400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元。可见提高UPS的工作效率,可以为数据中心节省一大笔电费,可见提高UPS效率是降低整个机房能耗的最直接方法。因此采购UPS,尽量采购效率更高的UPS。

当然UPS效率高不仅仅是满载时效率高,同时也必须具备一个较高的效率曲线,特别是在“1+1”并机系统时,根据系统规划,每台UPS容量不得大于50%,所以要求机架式UPS电源必须采取措施优化效率曲线,使UPS效率在较低负载时也能达到较高的效率。

3、降低输入电流谐波,提高功率因数

采用12脉冲整流器。其原理是在原有6脉冲整流器基础上,在输入侧增加一个移相变压器和6脉冲整流器。采用该技术方案后,可以将谐波降低至10%左右。优点是较为简单,谐波改善明显;缺点是对功率因数改善有限,价格略高。

机架式UPS不间断电源采用高频IGBT整流及PFC功率因数校正电路设计整流器。原理是采用高频率PWM控制IGBT导通,对输入电压波形进行分割,使输入电流波形尽量接近正弦波,并对输入电压和电流相位差进行补偿。优点是体积轻,价格便宜,效果好;缺点是技术结构复杂,不易维护,受功率器件影响,目前容量大小受到限制。

4、电池管理及配电管理技术

UPS不间断电源都配备了电池组,用户在电池组上的投资往往占整个UPS供电系统投资的很大一部分,甚至超过UPS本身的投资,而电池的使用年限明显低于UPS设备。影响UPS电池寿命的因素有很多,主要包括温度、充电、放电、循环次数等。如果能够对上述几个因素进行综合处理,可以大大延长电池的使用寿命,延长电池更换周期,节约电池投资。

并联系统中采用先进的智能控制和故障诊断与保护策略,使系统可自动适应不同的应用条件和环境,减少人工干预和调试程序,同时实时检测系统运行状态,实现故障的智能诊断与保护,提高系统运行可靠性,降低系统维护和维修成本。

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