機(jī)架式UPS電源節(jié)能有效提高機(jī)房能源效率

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-04-12 09:01  瀏覽量：次

　　機(jī)架式UPS電源節(jié)能有效提高機(jī)房能源效率。機(jī)房機(jī)架式UPS電源作為護(hù)航機(jī)房數(shù)據(jù)中心持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的保障，其次配置容量不應(yīng)該過(guò)大，所以在設(shè)計(jì)安裝機(jī)房機(jī)架式UPS不間斷電源前，一定要考察清楚機(jī)房環(huán)境，然后設(shè)計(jì)適合的解決方案，才能助力機(jī)房節(jié)能降耗。

　　好的機(jī)架式UPS電源應(yīng)具備幾個(gè)關(guān)鍵特質(zhì)，首先是高輸入功因數(shù)應(yīng)大于0.99，如此便能節(jié)省輸入端的虛功消耗，亦節(jié)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(shè)備的電源使用。新的UPS設(shè)計(jì)多采IGBT高頻整流，至于傳統(tǒng)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(lái)降低電流諧波，且只有在滿(mǎn)載時(shí)才有較好效果。

　　目前，機(jī)架式UPS電源的節(jié)能必需從方案、UPS、電池、配電等方面全方位進(jìn)行。

　　機(jī)房UPS電源節(jié)能的重要性

　　機(jī)房的可靠供電是重中之重，機(jī)架式UPS電源就是為了解決不間斷供電而設(shè)置的。另外，通信設(shè)備和精密的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是不允許電力有間斷的，以服務(wù)器為核心的網(wǎng)絡(luò)中心要配備UPS電源是不言而喻的。

　　據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)，我國(guó)電腦故障的原因45%主要由電源問(wèn)題引起,在我國(guó)，大城市停電的次數(shù)平均為0.5次/月，中等城市為2次/月，小城市或村鎮(zhèn)為4次/月，電網(wǎng)至少存在這幾種問(wèn)題：斷電、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電壓波動(dòng)、電壓跌落、脈沖干擾。因此，改善電源質(zhì)量，從配置一臺(tái)節(jié)能機(jī)架式UPS電源開(kāi)始。

　　機(jī)架式UPS電源節(jié)能有效提高機(jī)房能源效率

　　1、供電方案設(shè)計(jì)

　　目前機(jī)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(tái)UPS為一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備供電。分散供電的好處是分散風(fēng)險(xiǎn),不會(huì)因?yàn)橐慌_(tái)UPS異常造成大部分設(shè)備停電;缺點(diǎn)是UPS分散布置,不便管理,而且布線(xiàn)不容易規(guī)劃。

　　另一種是采用集中供電,由一套大功率的UPS直接對(duì)數(shù)據(jù)中心的所有負(fù)載供電。集中供電的好處是便于規(guī)劃、管理方便、維護(hù)方便;缺點(diǎn)是如果UPS系統(tǒng)異常,容易引起數(shù)據(jù)中心大面積停電事故,此缺點(diǎn)可以通過(guò)采用并聯(lián)構(gòu)架來(lái)避免。

　　因此,以上兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn),目前的數(shù)據(jù)中心和機(jī)房一般都采用集中供電方案。由于UPS并機(jī)數(shù)量有限制,而且當(dāng)機(jī)架式UPS系統(tǒng)并機(jī)數(shù)量超過(guò)4臺(tái)時(shí),其可靠性并不比單機(jī)供電系統(tǒng)高多少。當(dāng)機(jī)房UPS裝機(jī)總?cè)萘砍^(guò)一定限度時(shí),建議將機(jī)房按幾期規(guī)劃分成幾個(gè)區(qū)域進(jìn)行供電。

　　2、提高UPS自身能效

　　目前機(jī)架式UPS均為在線(xiàn)式雙變換構(gòu)架，在其工作時(shí)整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個(gè)容量為400kVA的UPS為例，每度電按0.95元計(jì)算，UPS效率每提高1%，一年節(jié)省的電費(fèi)為400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元。可見(jiàn)提高UPS的工作效率，可以為數(shù)據(jù)中心節(jié)省一大筆電費(fèi)，可見(jiàn)提高UPS效率是降低整個(gè)機(jī)房能耗的最直接方法。因此采購(gòu)UPS，盡量采購(gòu)效率更高的UPS。

　　當(dāng)然UPS效率高不僅僅是滿(mǎn)載時(shí)效率高,同時(shí)也必須具備一個(gè)較高的效率曲線(xiàn),特別是在“1+1”并機(jī)系統(tǒng)時(shí),根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃,每臺(tái)UPS容量不得大于50%,所以要求機(jī)架式UPS電源必須采取措施優(yōu)化效率曲線(xiàn),使UPS效率在較低負(fù)載時(shí)也能達(dá)到較高的效率。

　　3、降低輸入電流諧波，提高功率因數(shù)

　　采用12脈沖整流器。其原理是在原有6脈沖整流器基礎(chǔ)上，在輸入側(cè)增加一個(gè)移相變壓器和6脈沖整流器。采用該技術(shù)方案后，可以將諧波降低至10%左右。優(yōu)點(diǎn)是較為簡(jiǎn)單，諧波改善明顯;缺點(diǎn)是對(duì)功率因數(shù)改善有限，價(jià)格略高。

　　機(jī)架式UPS電源采用高頻IGBT整流及PFC功率因數(shù)校正電路設(shè)計(jì)整流器。原理是采用高頻率PWM控制IGBT導(dǎo)通，對(duì)輸入電壓波形進(jìn)行分割，使輸入電流波形盡量接近正弦波，并對(duì)輸入電壓和電流相位差進(jìn)行補(bǔ)償。優(yōu)點(diǎn)是體積輕，價(jià)格便宜，效果好;缺點(diǎn)是技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易維護(hù)，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(shù)

　　UPS都配備了電池組，用戶(hù)在電池組上的投資往往占整個(gè)UPS供電系統(tǒng)投資的很大一部分，甚至超過(guò)UPS本身的投資，而電池的使用年限明顯低于UPS設(shè)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(huán)次數(shù)等。如果能夠?qū)ι鲜鰩讉€(gè)因素進(jìn)行綜合處理，可以大大延長(zhǎng)電池的使用壽命，延長(zhǎng)電池更換周期，節(jié)約電池投資。

　　機(jī)架式UPS電源并聯(lián)系統(tǒng)中采用先進(jìn)的智能控制和故障診斷與保護(hù)策略，使系統(tǒng)可自動(dòng)適應(yīng)不同的應(yīng)用條件和環(huán)境，減少人工干預(yù)和調(diào)試程序，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)故障的智能診斷與保護(hù)，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，降低系統(tǒng)維護(hù)和維修成本。

　　存能電氣一直在大力提倡環(huán)保節(jié)能機(jī)架式UPS電源充分吸收當(dāng)代科技界成果，研發(fā)出一種ECO節(jié)能模式，讓UPS電源主機(jī)工作效率達(dá)到98%，與一般的工作模式相比，節(jié)省了8%的損耗。ECO工作原理：當(dāng)市電品質(zhì)優(yōu)異時(shí)，UPS主機(jī)系統(tǒng)通過(guò)旁路EMC濾波輸出向負(fù)載供電，逆變器待機(jī);當(dāng)市電電壓或頻率超出一定范圍時(shí)，則UPS轉(zhuǎn)為雙變換工作模式。

　　總體來(lái)說(shuō)，機(jī)架式UPS電源節(jié)能降耗對(duì)機(jī)房的意義重大，機(jī)架式UPS電源將引領(lǐng)UPS行業(yè)新的發(fā)展！