、 概述
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和企業(yè)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識(shí)的不斷加深，數(shù)據(jù)中心在近幾年迅速紅火起來(lái)。但隨之而來(lái)的就是日益龐大的電費(fèi)開(kāi)銷。如下圖所示，一個(gè)數(shù)據(jù)中心在建設(shè)中的投資比例，其中電氣、電源、制冷總和占了一半以上的投資，其中光電氣方面投資就高達(dá)26%，高額的電能消耗使得整個(gè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行成本居高不下，數(shù)據(jù)中心面臨 “建得起卻用不起”的尷尬境地。根據(jù)近期IDC以及Gartner的預(yù)測(cè)報(bào)告中都提到：到2010年，企業(yè)平均每年在用電成本上的花費(fèi)將大于它當(dāng)年在硬件設(shè)備上的投資額。目前，國(guó)際能源供應(yīng)日趨緊張，不僅各種原材料價(jià)格上漲，電力價(jià)格也在逐步上漲，這將加劇數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)支出。
圖一 數(shù)據(jù)中心各系統(tǒng)所占投資比例
用在不同地方需求不同，延時(shí)不同配置價(jià)格都不同，具體可以聯(lián)系我。貨比三家不吃虧
UPS綠色節(jié)能技術(shù)介紹
如何降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本成了各企業(yè)CIO關(guān)注的問(wèn)題，電都消耗到哪里去了?顯而易見(jiàn)是機(jī)房?jī)?nèi)林林總總的IT設(shè)備--服務(wù)器、終端、網(wǎng)路設(shè)備及制冷系統(tǒng)所消耗，節(jié)能至上而下可以從主要幾方面入手。首先是機(jī)房環(huán)境的節(jié)能，包括制冷環(huán)境、供電環(huán)境;其次是從IT硬件設(shè)備節(jié)能，減少IT設(shè)備的能耗;最后是IT設(shè)備內(nèi)部各集成電路的節(jié)能，比如CPU的節(jié)能等。UPS處于交流供電環(huán)節(jié)的最重要一環(huán)，幾乎機(jī)房所有的IT設(shè)備均必需由UPS供電，大型數(shù)據(jù)中心的UPS裝機(jī)總?cè)萘烤呀?jīng)達(dá)到百萬(wàn)伏安級(jí)。提高運(yùn)行時(shí)的能效勢(shì)在必行。目前UPS的節(jié)能必需從方案、UPS、電池、配電等方面全方位進(jìn)行。
二、 柔性規(guī)劃，按需擴(kuò)容
一般數(shù)據(jù)中心都不是一步到位，都會(huì)考慮今后未來(lái)幾年的需求，但是UPS一般都是一步到位，一次上了幾套大功率的UPS并機(jī)，結(jié)果初期負(fù)載只有10~20%，沒(méi)等帶到規(guī)劃的負(fù)載就進(jìn)入了設(shè)備淘汰期，不僅造成投資的浪費(fèi)，而且也無(wú)法使UPS運(yùn)行在較高的效率點(diǎn)，造成電能的浪費(fèi)。如何避免這種情況的發(fā)生，從UPS系統(tǒng)角度考慮，應(yīng)該包括：
a) 供電方案設(shè)計(jì)
目前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電兩種。分散供電的特點(diǎn)是一臺(tái)UPS為一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備供電，整個(gè)機(jī)房由很多套這樣系統(tǒng)構(gòu)成。分散供電的好處是分散風(fēng)險(xiǎn)，不會(huì)因?yàn)橐慌_(tái)UPS供電異常造成大面積停電。缺點(diǎn)是UPS分散，不便管理，而且布線不易規(guī)劃。另一種是采用集中供電方案，由一套大功率的UPS系統(tǒng)，直接對(duì)機(jī)房的所有負(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，容易引起大面積停電事故，此缺點(diǎn)可以通過(guò)采用各種并聯(lián)構(gòu)架來(lái)避免。所以上面兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前的數(shù)據(jù)中心一般采用集中供電方案，也集中的供電的風(fēng)險(xiǎn)。由于UPS并機(jī)數(shù)量有限制，而且當(dāng)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)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)劃成幾個(gè)區(qū)域進(jìn)行供電。規(guī)劃時(shí)可以參考：?jiǎn)螜C(jī)容量不宜超過(guò)400KVA，并機(jī)數(shù)量不宜超過(guò)3臺(tái)。
b) UPS在線并機(jī)擴(kuò)容功能
機(jī)房UPS容量規(guī)劃，也可以根據(jù)不同時(shí)期的負(fù)載容量要求，采用逐步擴(kuò)容的方案，使投資方案更經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也能使UPS工作于較佳的功率點(diǎn)。目前的中、大功率段的UPS均已經(jīng)具備冗余并機(jī)功能，不僅提高了系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也對(duì)機(jī)房擴(kuò)容提供了條件。只要規(guī)劃時(shí)在UPS前后配電箱預(yù)留足額空開(kāi)，并在機(jī)房規(guī)劃相應(yīng)空間，即可實(shí)現(xiàn)UPS并機(jī)擴(kuò)容功能。關(guān)鍵是并機(jī)的過(guò)程處理，多數(shù)品牌并機(jī)時(shí)需要對(duì)UPS電路或者進(jìn)行修正，此時(shí)必然要求UPS必需工作在維修旁路狀態(tài)，UPS由市電直接帶載，如果此時(shí)市電波動(dòng)較大甚至停電，將造成系統(tǒng)的大面積癱瘓。所以并機(jī)擴(kuò)容必須具備在線并機(jī)功能，即UPS并機(jī)擴(kuò)容時(shí)，只需將新增UPS軟件修改至與原UPS系統(tǒng)一致后，在不關(guān)閉原有UPS系統(tǒng)的情況下，直接將新增UPS并入原有系統(tǒng)即可，擴(kuò)容前后UPS均工作于在線模式下，避免因?yàn)榍袚Q至旁路供電的高分風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)作。
c) 采用模塊化UPS，實(shí)現(xiàn)逐步擴(kuò)容
目前，模塊化UPS已經(jīng)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)應(yīng)用，模塊化UPS特點(diǎn)主要包括：可擴(kuò)容、平均故障修復(fù)時(shí)間(MTTR)短、可經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)N+X冗余。以臺(tái)達(dá)C系列UPS為例，每個(gè)模塊為20KVA整個(gè)系統(tǒng)最大可擴(kuò)容至160KVA，可以根據(jù)機(jī)房的實(shí)際容量需求，逐步擴(kuò)容，只要在機(jī)房初期規(guī)劃好配電容量即可。同時(shí)實(shí)現(xiàn)N+X冗余的也比較劃算，以60KVA要實(shí)現(xiàn)N+1冗余為例，傳統(tǒng)方案必需擴(kuò)容一臺(tái)60KVA UPS，而采用模塊化UPS，則只需擴(kuò)容一個(gè)20KVA的模塊即可，節(jié)省大筆資金的投入。
三、 提高UPS自身能效，優(yōu)化負(fù)載效率曲線
目前UPS均為在線式雙變換構(gòu)架，其在工作時(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(400KVA×0.8)×0.01×24×365×0.95=26630.4元。所以如何提高UPS的工作能效，可以為一個(gè)數(shù)據(jù)中心節(jié)省一大筆電費(fèi)。所以提高UPS效率是降低整個(gè)機(jī)房能耗的最直接方法。所以采購(gòu)UPS，盡量采購(gòu)效率更高的UPS。當(dāng)然UPS效率高不僅僅要是滿載效率高，同時(shí)也必需具備一個(gè)較高的效率曲線，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%，如果此次效率僅為90%以下，就算滿載效率達(dá)到95%以上，也是沒(méi)有意義的，所以要求UPS必需采用一下措施優(yōu)化效率虛線，使UPS效率在較低負(fù)載時(shí)能達(dá)到較高的效率。以臺(tái)達(dá)C系列20KVA UPS為例，其滿載功率為2OKVA/18KW，從下圖我們可以看到，其負(fù)載在2KW以下時(shí)已經(jīng)高于90%,從6KW到18KW就已經(jīng)能夠滿足95%的高整機(jī)效率。
除了提高UPS自身的效率之外，UPS上面的一些功能也可加以利用。比如像ECO經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。其原理是在較好的市電環(huán)境時(shí)，激活此功能，使UPS由靜態(tài)旁路直接供電，此時(shí)逆變器處于待機(jī)狀態(tài)，正常工作，但不輸出能量，一旦市電異常，UPS立即切換到逆變器供電狀態(tài)，切換時(shí)間一般在1ms以內(nèi)，具體參考下圖，藍(lán)色為輸入電流波形，黃色為輸出電壓波形。由于此時(shí)的逆變器處于待機(jī)狀態(tài)，所以自身?yè)p耗很小，此時(shí)UPS的整機(jī)效率可以達(dá)到97%以上，比正常模式節(jié)省3%以上的功率。
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