、 概述
隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和企業(yè)對互聯(lián)網(wǎng)認識的不斷加深，數(shù)據(jù)中心在近幾年迅速紅火起來。但隨之而來的就是日益龐大的電費開銷。如下圖所示，一個數(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26%，高額的電能消耗使得整個數(shù)據(jù)中心運行成本居高不下，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)測報告中都提到：到2010年，企業(yè)平均每年在用電成本上的花費將大于它當(dāng)年在硬件設(shè)備上的投資額。目前，國際能源供應(yīng)日趨緊張，不僅各種原材料價格上漲，電力價格也在逐步上漲，這將加劇數(shù)據(jù)中心的電費支出。
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，延時不同配置價格都不同，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)中心的運營成本成了各企業(yè)CIO關(guān)注的問題，電都消耗到哪里去了?顯而易見是機房內(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裝機總?cè)萘烤呀?jīng)達到百萬伏安級。提高運行時的能效勢在必行。目前UPS的節(jié)能必需從方案、UPS、電池、配電等方面全方位進行。
二、 柔性規(guī)劃，按需擴容
一般數(shù)據(jù)中心都不是一步到位，都會考慮今后未來幾年的需求，但是UPS一般都是一步到位，一次上了幾套大功率的UPS并機，結(jié)果初期負載只有10~20%，沒等帶到規(guī)劃的負載就進入了設(shè)備淘汰期，不僅造成投資的浪費，而且也無法使UPS運行在較高的效率點，造成電能的浪費。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
目前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電兩種。分散供電的特點是一臺UPS為一臺或多臺設(shè)備供電，整個機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，不會因為一臺UPS供電異常造成大面積停電。缺點是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)，直接對機房的所有負載供電。集中供電的好處是便于規(guī)劃、管理方便，維護方便。缺點是如果UPS系統(tǒng)異常，容易引起大面積停電事故，此缺點可以通過采用各種并聯(lián)構(gòu)架來避免。所以上面兩種方案各有優(yōu)缺點，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。由于UPS并機數(shù)量有限制，而且當(dāng)UPS系統(tǒng)并機數(shù)量超過4臺時，其可靠性并不比單機系統(tǒng)高多少。當(dāng)機房UPS裝機總?cè)萘砍^一定限度時,建議將機房按幾期規(guī)劃成幾個區(qū)域進行供電。規(guī)劃時可以參考：單機容量不宜超過400KVA，并機數(shù)量不宜超過3臺。
b) UPS在線并機擴容功能
機房UPS容量規(guī)劃，也可以根據(jù)不同時期的負載容量要求，采用逐步擴容的方案，使投資方案更經(jīng)濟，同時也能使UPS工作于較佳的功率點。目前的中、大功率段的UPS均已經(jīng)具備冗余并機功能，不僅提高了系統(tǒng)的可靠性，同時也對機房擴容提供了條件。只要規(guī)劃時在UPS前后配電箱預(yù)留足額空開，并在機房規(guī)劃相應(yīng)空間，即可實現(xiàn)UPS并機擴容功能。關(guān)鍵是并機的過程處理，多數(shù)品牌并機時需要對UPS電路或者進行修正，此時必然要求UPS必需工作在維修旁路狀態(tài)，UPS由市電直接帶載，如果此時市電波動較大甚至停電，將造成系統(tǒng)的大面積癱瘓。所以并機擴容必須具備在線并機功能，即UPS并機擴容時，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，擴容前后UPS均工作于在線模式下，避免因為切換至旁路供電的高分風(fēng)險動作。
c) 采用模塊化UPS，實現(xiàn)逐步擴容
目前，模塊化UPS已經(jīng)開始在國內(nèi)應(yīng)用，模塊化UPS特點主要包括：可擴容、平均故障修復(fù)時間(MTTR)短、可經(jīng)濟實現(xiàn)N+X冗余。以臺達C系列UPS為例，每個模塊為20KVA整個系統(tǒng)最大可擴容至160KVA，可以根據(jù)機房的實際容量需求，逐步擴容，只要在機房初期規(guī)劃好配電容量即可。同時實現(xiàn)N+X冗余的也比較劃算，以60KVA要實現(xiàn)N+1冗余為例，傳統(tǒng)方案必需擴容一臺60KVA UPS，而采用模塊化UPS，則只需擴容一個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)化負載效率曲線
目前UPS均為在線式雙變換構(gòu)架，其在工作時整流器、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(jié)省的電費為(400KVA×0.8)×0.01×24×365×0.95=26630.4元。所以如何提高UPS的工作能效，可以為一個數(shù)據(jù)中心節(jié)省一大筆電費。所以提高UPS效率是降低整個機房能耗的最直接方法。所以采購UPS，盡量采購效率更高的UPS。當(dāng)然UPS效率高不僅僅要是滿載效率高，同時也必需具備一個較高的效率曲線，特別是在1+1并機系統(tǒng)時，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃，每臺UPS容量不得大于50%，如果此次效率僅為90%以下，就算滿載效率達到95%以上，也是沒有意義的，所以要求UPS必需采用一下措施優(yōu)化效率虛線，使UPS效率在較低負載時能達到較高的效率。以臺達C系列20KVA UPS為例，其滿載功率為2OKVA/18KW，從下圖我們可以看到，其負載在2KW以下時已經(jīng)高于90%,從6KW到18KW就已經(jīng)能夠滿足95%的高整機效率。
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)濟運行模式。其原理是在較好的市電環(huán)境時，激活此功能，使UPS由靜態(tài)旁路直接供電，此時逆變器處于待機狀態(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)，切換時間一般在1ms以內(nèi)，具體參考下圖，藍色為輸入電流波形，黃色為輸出電壓波形。由于此時的逆變器處于待機狀態(tài)，所以自身損耗很小，此時UPS的整機效率可以達到97%以上，比正常模式節(jié)省3%以上的功率。
