摘要：事实上，我们过去一直忽视了如何增加UPS下游的电效率，现在才对其开始高度关注。问题的重点是要提高PUE（或其反向DCiE），因此实现UPS下游的效率与UPS上游的效率同等重要。请记住，UPS下游的电效率每损失1%，则PUE将增加1.2%至3%。

    事实上，我们过去一直忽视了如何增加UPS下游的电效率，现在才对其开始高度关注。问题的重点是要提高PUE（或其反向DCiE），因此实现UPS下游的效率与UPS上游的效率同等重要。请记住，UPS下游的电效率每损失1%，则PUE将增加1.2%至3%。

    我们将如何提高UPS下游的效率呢？这里将重点从三个主要方面加以介绍：配电体系结构、变压器和电压。

    配电体系结构

    您应该去掉配电设备（PDU）上的静态总线切换开关（STS或SBTS）和尽可能去掉UPS下游远程电力配电盘（RPP）。除了有一些固有的电损失外，STS还会增加成本、减少可利用的占地面积，从而会降低利用率（如果它们成为单一故障点）和增加操作复杂性。如果必须使用STS，则必须将它们安装在计算机柜和机柜内的供电设备中。

    对于第Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级设施，您应考虑冗余的PDU（实际上，2N或系统＋系统配电）是否可行。通常，PDU变压器效率会随着负荷比率增加，因此，共享相同负荷的两台PDU的效率将会比提供相同负荷的一台PDU的效率低。此外，单线服务器比双线服务器的电能效率高。本文后面将继续介绍更多有关变压器效率的信息。

    关于UPS体系结构只有两种想法：如果需要使用2N或系统＋系统体系结构，则您应考虑用3N/2或4N/3体系结构替代。假设临界负荷为2000kW，则2N设备将需要两个UPS系统，每个的负荷量为2000kW。在3N/2设备中，您需要三个UPS系统，每个的负荷量为1000kW。3N/2设备的优势如下所示：

    1、降低初始成本，因为与4000kW的2N设备相比，您要购买UPS总负荷量为3000kW的设备。 

    2、运行更有效，因为每个3N/2系统将以比每个2N系统更高的额定值百分比运行。满载时，每个3N/2系统将以额定值的67%运行，而2N系统则将以额定值的50%运行。

    与2N相比，3N/2或4N/3的劣势为：3N/2或4N/3需要更加注意其负荷管理。

    关于UPS体系结构的第二个想法是要考虑UPS系统中的多余模块是否对该项目有用。冗余模块会增加初始成本（CAPEX）和运营成本（CAPEX）。CAPEX增加的主要原因是运行效率降低，从而导致模块冗余。

    变压器

    通常，UPS下游的变压器计算在PDU中。我们每次转换电压时，在此过程中要损失1.5%-3%的能源。尽可能去掉变压器是一种提高能源效率的良好方法。

    如果你需要使用变压器，可考虑用较大的变压器代替较小的变压器。通常，较大负荷量的变压器要比较小负荷量的变压器的效率高。因此，有必要规定少数几个较大负荷量的变压器的效率。例如，一台75kVA变压器的最低“能源之星”（编注：美国最新发布的服务器技术规范）效率为98%，而一台300kVA的变压器的最低“能源之星”效率为98.6%。

    你应规定预期额定工作负荷时的变压器效率。考虑每台变压器可以在高达90%额定负荷下工作的一个普通Ⅱ级配置：效率峰值应规定为额定值的50%～90%。将该配置与一个变压器效率峰值达到额定值的20%～45%的普通Ⅳ级配置对比。

    电压考虑因素

    现在，大多数电脑电源的额定电压均为100～240伏，因此，他们不必担心输入电压是否是120伏、208伏或230伏。同样，他们也无需担心输入频率是否是50HZ或60HZ。

    在传统US设计中，为了向电脑设备配电，UPS向将电压降到208伏的下游变压器供应480伏电压。一条30安培、208伏、3极和4线分支电路可提供大约8kW的负荷。

    400Y230伏配电是世界大多数国家（美国除外）的标准配电，给电脑设备供应230伏线与中性点间的电压。一条30安培、400Y230伏、3极和4线分支电路可供应大约15kW的负荷，大约相当于传统208Y120伏系统可供应负荷的两倍。UPS下游的变压器数量少，因此通常US实践可以获得1.5%～3%的效率。

    在美国，480伏配电系统中使用400Y230伏电压，您可以在UPS上游安装一个大型、高效的变压器，并取消UPS下游的PDU变压器。上游变压器的成本和能量损失要比下游变压器的低得多。 在一个中等电压配电系统中使用400Y230伏电压比较简单——您只需将变电站变压器的次级电压设定为400Y230伏。该变电站变压器在400Y230伏时的效率应与相同规格的480伏变压器的效率相当。通常，您要指定一个较大负荷量的UPS，因为您要在400Y230伏而不是480伏电压下使用这个UPS，但您已经取消了UPS下游PDU变压器并提高了效率。简单地说，您要平衡减少的变压器损失和分支电路线成本来防止增加配电线成本。

    当我们讨论400Y230伏配电时，这里有一个预测。当电脑电源制造商将可接受的输入电压从240伏增加到277伏时，则在美国400Y230伏配电将变得毫无优势可言。那时，480Y277伏将是UPS的标准输出电压和新数据中心的配电电压。一个30安培、480Y277伏、3相和4线分支电路将供应18kW的负荷，它是相似大小的400Y230伏电路负荷量的1.2倍和相似大小的208Y120伏电路的2.3倍。

    另一个电压考虑因素是给大型低压配电使用575伏而不是480伏电压。575伏在加拿大是一个公共电压，但美国除外。你将会发现它在美国大型数据中心的使用率日益增加，因为它的初始成本和运行费用低。

    可以降低初始成本，因为相同大小的导线、总线或断路器在575伏时比在480伏时能多输送20%以上的电能。例如，3750kVA变电站在575伏时可连接一根4000安培的次级总线，而在480伏时需要一根5000安培的总线。

    笔者对575伏的预测是，一旦可以使用277伏电脑电源，575伏就会变得黯然失色。电脑电源制造商告诉我，他们无望能够将可接受输入电压增加到347伏（575伏系统中的线与中性点间电压）。因此，配送575伏大型低压电，再给UPS变压到480伏电压将行不通。

    总之，我们讨论了增加UPS下游电效率的三种容易且有效的手段，您不妨马上使用这些工手段来降低运行成本和增加效率吧。