摘要

随着能量资源变得越来越缺乏，其价格越来越昂贵，电力效率正在成为在指定和选择大型UPS系统时的越来越重要的性能因素。有三个微妙的但却非常重要的因素，会大大影响公司经营UPS系统的成本，特别是电力账单。不幸的是，指定系统的人们往往不能认识到这些因素，从而导致成本的增加，因为他们没有正确地考虑运营效率。本文论述了常见的错误，以及在评价UPS效率方面的错误理解。UPS效率曲线是可以被解释、被比较的，它们的成本隐含着量化概念。

导言

指定和选择UPS系统时的传统方法几乎完全集中在系统可靠性上，按照由制造商代理和咨询工程师提供的平均故障间隔时间（MTBF）进行选择。现在，在UPS评价的最前沿，有两个问题共同改变效率及可靠性：（1）在整个系统的使用寿命中，业主的总成本（TCO）；（2）公共和私人的环保措施，由市政公司提供的“绿色建筑”认证计划和需求方的管理项目。

有两个主要影响UPS效率的因素：UPS模块本身固有的损失，以及系统是如何实施的（即规模适中，还是冗余）。通常，当指定UPS系统时，唯一考虑的效率值是制造商发布的最好情况下的值。这是误导，其原因，我们将会作进一步解释。

一个假设的例子也许是能够说明这一做法如何对公司的电力费用产生重大影响的最好证明。考虑两个不同的制造商生产的1兆瓦的UPS系统。UPS系统1和UPS系统2具有相同的厂家发布的效率（在满负荷时93％），在2N结构中运行，使用了0.10美元/千瓦小时的电力成本，支持300千瓦的负荷。很多人认为这两个系统的年度经营电力的成本不会有差异。这是排除了紧急情况或维修情况下得出的有瑕疵的推断，因为在2N配置系统，当一个N发生故障时，另一个N要有能力支持满负荷的运行，UPS是从未在100％的负载水平情况下工作的。因此，对每个UPS最高设计正常运行负荷不能超过50％。在现实中的2N系统，甚至很少达到每个系统50％的负载。一些实地的调查表明，一个2N的数据中心，只在他们2N能力的20-40％情况下运行。这方面的例子是，通常假设30％的负载，其中每个UPS支持150千瓦。系统1中的每一个UPS电源由于电力损失，每年产生10470美元的费用，在系统2中的每个UPS产生28322美元的费用。由于每个系统有两个UPS，电力损失翻了一番，每年分别达到20940美元和56644美元。这些UPS损失证明它们自己作为热量，必须由冷却系统来去除。假设每千瓦的热量，冷却系统需要用400瓦将其去除，每年又增加了8376美元和22651美元。在这个例子中，一个典型的数据中心，在10年的寿命中，结果UPS系统总的损失为29316美元和793021美元，如表1所示。因此，看似相同的UPS系统的电力损失，怎么可以相差将近3倍呢？

答案存在于两个UPS系统的效率曲线上，效率曲线还反映了效率如何随负荷变化的。一个单一的UPS效率提高5个百分点，可以导致电力成本降低18%至84%，降低多少取决于在UPS上的负载。关于这一点，在后面有图例说明，即目前市场上使用的两个UPS的设计。

为了满足今天的效率和环境的需求，不间断电源制造商可以利用三个因素，来提高大型UPS效率：技术、拓扑和模块化。这些因素在一起可以减少UPS的电损失，以热能（千瓦）的形式。本文介绍效率曲线，并讨论在评估UPS效率时常见的错误。本文将显示如何利用技术、拓扑和模块化，使制造商能够提高UPS的效率。对于一个完整的数据中心效率的讨论，见APC的白皮书113＃，“数据中心的电效率模式”。