在如今这个以内容为主的社会，对高性能计算、联网和存储的需求让IT设备的功耗达到了前所未有的水平。因此，由于功耗而产生的运营支出越来越脱离控制。企业开始感觉经济紧张，而环境保护问题也让政府将原本只面向能源的法案扩大到企业设备。
　　
　　在大型数据中心的部署过程中，因功耗及散热相关而产生的运营支出问题颇为严重。在传输给数据中心的电能中，几乎有59％的电能被浪费在电能传输和散热损耗中。
　　
　　数据中心中的服务器大都有多余的电源。这意味着一个电源一般只以不高于其额定电源容量的30％～50％来工作。另外，如今数据中心服务器大部分电能利用率只有20％～40％，也就是说，其中的电源一般只以负载的10％～20％运行。尽管很多目前的服务器一般都拥有能满足80Plus能效标准的电源，但这些电源是在全负载状态下才是能效最高的。
　　
　　在关键业务领域，其基础设施必须必须包括UPS系统、配电系统及在架式电源管理。
　　
　　UPS系统中的冗余技术可支持更高的可用性及灵活性，但UPS模块数量不能太多。平均无故障工作时间（MTBF）的分析显示，当UPS模块数量超过4时，该单总线模块系统会存在许多应用上不能接受的可靠性风险。
　　
　　由一体化UPS、配电及在架式电源管理设备所创建的电源系统，可实现当今数据中心及网络机柜所需的可用性及可扩容性。
　　
　　IT设备增容挑战能源基础设施
　　
　　服务器在数量、配置及密度方面的变化正在重塑数据中心环境。更高的散热可形成热区，从而影响服务器的可靠性，同时也使数据中心的制冷模式发生了巨大的变化。该热量由增加的功耗所致，将对UPS系统及配电系统产生巨大影响。该类系统的设计如果缺乏灵活性，就可能严重缩短数据中心的使用寿命并威胁到设备的可用性。
　　
　　回顾过去十年里IT设备机架对电源要求的变化历程。1996年，单个机架可最多容纳14台单线缆连接、以220伏电压运行的服务器。该机架功耗约为4kW。2001年，完全填充满的机架可容纳42台服务器，这些服务器大多都可采用双电源输入。
　　
　　在五年内，单个机架内电源插座数量从14增加到84，总能耗从4kW增至约20kW。刀片服务器的推出带来了更多的变化。目前，一个标准的机架可容纳6个双线连接、以单相220伏电压运行的刀片，功耗为24kW。
　　
　　该项革新给管理数据中心的IT经理提出了诸多新的挑战：不断上升的功耗、对电路需求的增加、对设备多样化的更高要求等等。这些挑战推动了对能源基础设施的需求，相关能源基础设施应能根据设备数量的变化、设备分布密度及设备安装地点进行调整。
　　
　　该基础设施必须包含从市电输入到核心负载的关键电源管理，包括：
　　
　　•取决于UPS类型和系统配置的电源可用性
　　
　　•从UPS至机架的配电
　　
　　•在架式电源管理
　　
　　电源可用性
　　
　　UPS系统的内部结构设计决定了UPS与输入市电电源间的关系，并最终决定其在防护特定电源干扰中的有效性。目前，正在使用的UPS产品大致可分为三类：后备式、互动式、在线双变换式。惟有在线双变换反向传输拓扑可用于防护全范围电源干扰并推荐用于当前关键业务或潜在关键业务中，实际上包括了所有数据中心。选择在线双变换UPS可确保可用性要求不会超越UPS拓扑。
　　
　　那么什么电源“可用性”到底该怎么去理解，这就需要我们从“可用性”的概念及衡量公式谈起。

　　可用性等于平均无故障时间除以平均无故障时间与平均故障修复时间之和的比率。这是一个不同于“可靠性”的测量角度，简单理解，“平均无故障时间”就是我们所谓的“可靠性”，系统无故障运行时间越长，我们说系统的可靠性越高。但是，介于电力系统安全在公司运营中的关键作用和关联性影响，光考察系统的可靠性是不够的，还需要考察系统的故障修复时间和扩容时停机时间。一方面，N+X模块化并联冗余技术提高了系统的可靠性，使得“平均无故障时间”提高；另一方面，运用热插拔技术和标准化组件，极大的降低故障修复时间，二者一结合，系统的可用性一下子提高很多。
　　
　　举例说明，产品（UPS）A三年故障一次，一次维修要一个月，那么它的可用性是355天/年，一年之中有10天系统是不可用的。而产品（UPS）B两年故障一次，一次只维修2天，那它的可用性就是364天/年，即一年之中只有1天不可用。产品B比产品A每年要多9天可用。有过UPS使用经验的读者可能知道，传统的塔式机器故障了，其维修周期何止一个月，而N+X模块化UPS可以通过科学的模块备份或冗余设计，将故障维修时间降低为零，真正做到“在系统不间断的情况下，即坏即拔，即插即用”。
　　
　　在选择UPS规格时，应同时考虑可靠性和系统成本。单机容量增加，则UPS系统的每千瓦成本将降低。例如，采用10个均为10kW的模块替代一个100kW模块，成本反而更高。
　　
　　若对可靠性的要求较高，UPS单机容量规格应不低于计划的总设施负载的三分之一。若确定会有增长，则容量规格应为初始负载的一半。这样既提供了增长的空间，又可确保在设施的整个使用寿命期间有足够的可用性。作为能源系统中最昂贵的零部件之一，电池的容量可等于初始负载，并根据需要增加额外容量。
　　
　　间隔配电
　　
　　传统的配电设计由UPS向所需的配电单元（PDU）供电，然后直接向机架上的设备进行配电。该设计足以应付服务器及机架相对较少的情况，但目前的设备对可扩容性及灵活性的要求更高。达到系统容量前通常需要花费大量的成本用于断路器空间扩展。
　　
　　二级配电是一种新兴的替换方式，即在UPS和服务器间形成间隔配电以提高灵活性和可扩容性（图1）。