機(jī)房UPS節(jié)能措施

Ups是一種不間斷電源\\“初中機(jī)房建設(shè)”，其主要功能有兩方面：一是提高供電正常時(shí)對(duì)負(fù)荷的供電質(zhì)量，二是保證備用電池在供電異常時(shí)通過備用電池不間斷供電。目前，UPS的節(jié)能必須從方案、UPS、電池、配電等方面進(jìn)行。

1.按需擴(kuò)大能力的靈活規(guī)劃

一般數(shù)據(jù)中心的建設(shè)并不是一步之遙，將考慮未來幾年的容量擴(kuò)張，在設(shè)計(jì)UPS容量時(shí)一般認(rèn)為是比較大的，一次安裝了幾臺(tái)大功率UPS并聯(lián)機(jī)，初始負(fù)荷僅為規(guī)劃容量的10%，使UPS的利用率很低，造成電力浪費(fèi)。如何避免這種情況的發(fā)生，從UPS云計(jì)算中心建設(shè)、IDC大數(shù)據(jù)機(jī)房成本、計(jì)算機(jī)通信老機(jī)房改造、施工安裝、施工期、學(xué)生、教室、中學(xué)、小學(xué)、職業(yè)學(xué)校、普通學(xué)校、工廠、超市、企業(yè)、軍隊(duì)、學(xué)校、醫(yī)院、政府、房地產(chǎn)、辦公樓、新弱電機(jī)房升級(jí)、大中小網(wǎng)絡(luò)機(jī)房規(guī)劃、機(jī)房級(jí)別、辦公室、辦公大樓、鐵路、操作員、教育、中小學(xué)、大學(xué)、初中、初中、指揮大廳、控制室、監(jiān)控室、酒店、會(huì)議室、應(yīng)急機(jī)房、A、B、C、銀行、標(biāo)準(zhǔn)化、保險(xiǎn)、再保險(xiǎn)、一張卡、安全、遠(yuǎn)程、靜態(tài)、疲憊的安全門、遠(yuǎn)程存儲(chǔ)、虛擬化、模塊化、備災(zāi)、螺栓布局、布局、工業(yè)耦合器、ODF、IT專用光纖、布線、維護(hù)、維護(hù)、施工、調(diào)試、恢復(fù)、測(cè)試、A、B、C級(jí)信息機(jī)房、1、2、3、1、2、3間弱電房供電系統(tǒng)的考慮，應(yīng)包括：

(1)供電方案設(shè)計(jì)

目前，UPS的供電方式主要有兩種：分散供電和集中供電。分布式電源是指由一個(gè)UPS供電的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的電源。分散供電的優(yōu)點(diǎn)是分散風(fēng)險(xiǎn)，不會(huì)因UPS異常而導(dǎo)致大部分設(shè)備停電；缺點(diǎn)是UPS分散，管理不便，布線不易規(guī)劃。另一種是采用集中式電源，由一組大功率UPS直接供電給數(shù)據(jù)中心的所有負(fù)載。集中式電源的優(yōu)點(diǎn)是便于規(guī)劃、管理和維護(hù)，缺點(diǎn)是UPS系統(tǒng)異常時(shí)，數(shù)據(jù)中心容易造成大面積停電，采用并行結(jié)構(gòu)可以避免。因此，上述兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前的數(shù)據(jù)中心普遍采用集中式供電方式。由于UPS并聯(lián)機(jī)數(shù)量有限，當(dāng)UPS系統(tǒng)數(shù)目超過4時(shí)，其可靠性并不比單機(jī)供電系統(tǒng)高得多。當(dāng)機(jī)房UPS總?cè)萘砍^一定限度時(shí)，建議按計(jì)劃將機(jī)房劃分為幾個(gè)區(qū)域。規(guī)劃可以參考：一臺(tái)單機(jī)的容量不應(yīng)超過400千伏安，并聯(lián)機(jī)床的數(shù)量不應(yīng)超過3臺(tái)。

(2)UPS在線并行機(jī)的擴(kuò)容功能

根據(jù)不同時(shí)期的負(fù)載能力要求，數(shù)據(jù)中心UPS容量規(guī)劃可以采用逐步擴(kuò)大容量的方案，使投資方案更加經(jīng)濟(jì)，同時(shí)使UPS工作在一個(gè)更高的效率點(diǎn)。目前，中高功率段的UPS具有冗余并行機(jī)的功能，這不僅提高了系統(tǒng)的可靠性，而且為機(jī)房的擴(kuò)展提供了條件。綜合布線、規(guī)格技術(shù)型號(hào)、配電架、橋梁、標(biāo)簽、標(biāo)識(shí)、集成、強(qiáng)電柜、冷道、平面效果圖設(shè)計(jì)、出入控制、機(jī)柜、電纜、UPS、防火、移動(dòng)環(huán)、空調(diào)、漏電檢測(cè)、導(dǎo)線行走架、固定電線、防塵、承載架、PDU、保溫、無線、交換機(jī)、路由器、防火墻、大屏幕、kvm、消防、裝飾、現(xiàn)代、品牌、制造商、地鐵、大學(xué)、核心、簡單、整體、傳統(tǒng)、綠色、無塵、檢查、網(wǎng)吧、秘密、保密、屏蔽、災(zāi)后恢復(fù)、排名、通信、節(jié)能、多媒體、電子政務(wù)、中國國家、醫(yī)療、二級(jí)醫(yī)院、節(jié)能環(huán)保、公安指揮中心、秘密級(jí)、遠(yuǎn)程備份、財(cái)政局、華為智能城市、證券、微型模塊、保險(xiǎn)、民用建筑等。只要在UPS前后的配電箱中預(yù)留足夠的空氣開關(guān)，并在機(jī)房規(guī)劃相應(yīng)的空間，就可以實(shí)現(xiàn)UPS并聯(lián)機(jī)的擴(kuò)容功能。關(guān)鍵是并聯(lián)機(jī)床的加工過程，當(dāng)各種品牌的UPS連接到機(jī)床上時(shí)，UPS的設(shè)置需要修改。此時(shí)，UPS必須處于維護(hù)旁路狀態(tài)。UPS由市政電源直接供電。如果此時(shí)電力波動(dòng)很大，甚至停電，就會(huì)導(dǎo)致大面積的系統(tǒng)癱瘓。因此，并行容量擴(kuò)展必須具有在線并行容量的功能，即當(dāng)UPS并聯(lián)容量擴(kuò)展時(shí)，只需修改新的UPS軟件，使其與原來的UPS系統(tǒng)保持一致，在不關(guān)閉原有UPS系統(tǒng)的情況下，新UPS就可以直接集成到原來的系統(tǒng)中。在擴(kuò)容前后，UPS以在線方式工作，以避免切換到旁路電源的高風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行。

(3)采用模塊化UPS，實(shí)現(xiàn)容量的逐步擴(kuò)展。

目前，模塊化UPS已在我國開始應(yīng)用。模塊化不間斷電源的特點(diǎn)主要有：可擴(kuò)展容量、平均故障修復(fù)時(shí)間短和N“≤X”冗余并行機(jī)的經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)。

2.提高UPS的能量效率，優(yōu)化負(fù)載效率曲線。

目前，UPS是一種在線雙轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其工作時(shí)存在整流和逆變器的功率損耗。以容量為400 kVA的UPS為例，當(dāng)UPS效率提高1%/千瓦時(shí)時(shí)，一年節(jié)省電費(fèi)400×0.8×0.01×24×365×0.95×26630.4元?？梢钥闯?，提高UPS的工作效率可以為數(shù)據(jù)中心節(jié)省大量的電能。由此可見，提高UPS的效率是降低整個(gè)機(jī)房能耗的較直接途徑。因此，購買UPS，試圖獲得更有效的UPS。

當(dāng)然，UPS的高效率不僅在滿載時(shí)是高的，而且必須有一個(gè)高效率的曲線，特別是當(dāng)\\“1≤1”并聯(lián)系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃，每個(gè)UPS的容量不應(yīng)超過50%。如果效率小于90%，即使?jié)M載效率大于95%，要求UPS采取措施優(yōu)化效率曲線也是毫無意義的。當(dāng)負(fù)載較低時(shí)，UPS的效率也能達(dá)到較高的效率。

UPS效率與輸出功率的關(guān)系曲線

除了提高UPS本身的效率外，還可以利用UPS上面的一些功能。如生態(tài)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。其原理是在較好的電源環(huán)境下激活此功能，使UPS直接由靜態(tài)旁路供電，此時(shí)逆變器處于待機(jī)狀態(tài)，正常運(yùn)行，但無輸出能量，一旦電源出現(xiàn)異常，UPS立即切換到逆變電源狀態(tài)，開關(guān)時(shí)間一般在1ms以內(nèi)，見圖2，藍(lán)色為輸入波形，黃色為輸出電壓波形。由于逆變器處于待機(jī)狀態(tài)，自身損耗很小，UPS的效率可達(dá)97%以上，與正常模式相比，節(jié)省功率可達(dá)3%以上。

ECO模式到正常電源模式的波形圖

使用ECO模式必須滿足下列條件：

主要結(jié)果如下：(1)靜態(tài)旁路必須采用兩組高度可靠的晶閘管，不應(yīng)采用接觸器與晶閘管的組合，因?yàn)榻佑|器吸收關(guān)閉時(shí)，接觸點(diǎn)會(huì)點(diǎn)亮，工作數(shù)百次后不能正常工作。但晶閘管不存在這一問題，同時(shí)可以縮短開關(guān)時(shí)間。

(2)建議在較好的電源環(huán)境中使用，如一次供電裝置等。

3.降低輸入電流諧波，提高功率因數(shù)。

諧波產(chǎn)生的根本原因是電力線存在一定的阻抗，這相當(dāng)于一個(gè)由電阻、電感和容量組成的無源網(wǎng)絡(luò)。由于非線性負(fù)載產(chǎn)生的非正弦電流，電路中的電流和電壓畸變稱為諧波。諧波的危害包括：造成電氣元件(如電容、變壓器、電動(dòng)機(jī)等)的附加損耗和加熱；提高電氣元件的溫度、低效率、加速絕緣老化和降低使用壽命；干擾設(shè)備的正常運(yùn)行；增加無功功率和降低電力設(shè)備(例如變壓器、電纜、配電設(shè)備)的有功功率；低供電效率；諧振，特別是柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)的諧振；開式跳閘、保險(xiǎn)絲、設(shè)備無故損壞。UPS是電網(wǎng)的一種非線性負(fù)載，運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。以6脈沖整流器UPS為例，輸入功率因數(shù)一般在0.75左右。諧波大于30%。降低UPS工作諧波的主要方法如下：

主要研究結(jié)果如下：(1)采用12脈沖整流器。其原理是在原有6脈沖整流器的基礎(chǔ)上，在輸入端增加移相變壓器和6脈沖整流器。采用該技術(shù)方案后，諧波可降至10%左右。其優(yōu)點(diǎn)是比較簡單，諧波改善明顯；缺點(diǎn)是功率因數(shù)的改善有限，價(jià)格稍高。

(2)采用無源濾波器。根據(jù)LC濾波電路原理，對(duì)UPS產(chǎn)生的諧波進(jìn)行濾波，補(bǔ)償功率因數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，成本低，缺點(diǎn)是只能補(bǔ)償特征階次諧波，且受負(fù)載阻抗的影響很大，不能適用于全功率段。

機(jī)房建設(shè)范圍：成都、四川、貴陽、貴州、昆明、云南、拉薩、西藏、重慶。

機(jī)房建設(shè)項(xiàng)目：機(jī)房、信息中心、云計(jì)算中心、數(shù)據(jù)中心。

機(jī)房建設(shè)行業(yè)：學(xué)校機(jī)房、醫(yī)院機(jī)房、軍事機(jī)房、辦公機(jī)房、辦公樓機(jī)房、鐵路機(jī)房、操作員機(jī)房、政府機(jī)房、樓宇機(jī)房、弱電機(jī)房、教育機(jī)房、中小學(xué)機(jī)房、大學(xué)機(jī)房、高中機(jī)房、初中機(jī)房、工廠機(jī)房、指揮廳機(jī)房、控制室機(jī)房、后備機(jī)房、備災(zāi)室、房地產(chǎn)機(jī)房、監(jiān)控機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、儲(chǔ)藏室、酒店房間、會(huì)議室、應(yīng)急機(jī)房、秘密機(jī)房、A級(jí)機(jī)房。B級(jí)機(jī)房、C級(jí)機(jī)房、小型工廠機(jī)房、銀行機(jī)房、標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)房等。