| 摘要：由于UPS处于交流供电环节的最重要一环，几乎机房所有的IT设备必须有UPS供电，大型数据中心的UPS装机总容量均已达到大容量或超大容量等级，提高运行时的能效势在必行。目前数据中心UPS的节能可以考虑从方案，效率，降低电流谐波，提高输入功率因数，节地等方面全方位进行。 |
近年来，随着经济的飞速发展以及企业对互联网认识的不断加深，数据中心建设和改造正在蓬勃发展，面对数据中心快速增长的业务需求量和广大用户对数据处理量和信息交换量的巨大期望值，从事各行各业的企业主管/CIO只能不断地增加其数据中心机房中的IT设备（服务器，储存器和网络设备等）的数量和提高其性能来满足用户对其信息网络系统在技术性能，数据处理能力，存储容量以及其“可利用率”等诸多方面所提出的日益严格的要求。此时，随之而来的就是日益庞大的电费开销，无论是数据中心在建设中的电气投资比例过高，还是高额的电能消耗，这些都使得整个数据中心运行成本居高不下，数据中心面临“建得起用不起”的尴尬境地。这些问题所提出的挑战正成为数据中心管理者心目中的挥之不去的阴影之一。
二、技术分析
数据中心机房的能耗有一部分时位于数据中心机房中的输入变压器（典型配置为10KV/400V型的干式降压变压器）和ATS开关所组成的UPS输入供电系统和由UPS及其相应的输入和输出配电柜所组成的UPS供电系统所产生的功耗，3%左右的功耗来源于UPS输入供电系统所产生的功耗。
由于UPS处于交流供电环节的最重要一环，几乎机房所有的IT设备必须有UPS供电，大型数据中心的UPS装机总容量均已达到大容量或超大容量等级，提高运行时的能效势在必行。目前数据中心UPS的节能可以考虑从方案，效率，降低电流谐波，提高输入功率因数，节地等方面全方位进行。
1. 采用UPS集中供电方案
UPS通常分为分散供电和集中供电。分散供电可靠性较低，而采用集中供电的优势如下：
a.供电整体成本比分散供电低，随着UPS容量的增加其单位容量的成本时是降低的，因此如果采用中大容量的UPS进行集中供电，从成本上就可以降低UPS系统的总投资。
b.集中供电的可靠性远远大于分散供电，大容量UPS的可靠性高于中小容量UPS.
c.集中供电便于安装，维护和管理。
分散供电，需要更多安装空间，电缆布线缺乏规划，安装，维护，管理缺乏统一标准；另外集中供电系统可以通过后台监控软件，在一台PC上实现对UPS的统一监控和管理，而分散供电系统要达到相同的效果，必须在监控系统上做出更大的投资，如购买网络监控软件和布置485总线等。
2. 提高UPS效率
UPS的效率直接决定了整个UPS系统的能耗，这也使得数据中心客户对UPS效率的要求日益提高。以一个容量为300KVA的UPS为例，每度电按0.9元计算，UPS效率每提高1%，一年节省的电费为300×0.8×0.01×24×365×0.9=18921.6元。可见提高UPS的工作效率，可以为数据中心节省一大笔电费，因此提高UPS效率是降低整个机房能耗的最直接方法。
另外UPS的ECO经济运行模式也可以在较好的市电环境时使用此环境，即UPS由静态旁路直接供电，此时逆变器处于热待机不输出状态，一旦市电超出ECO所允许的电压和频率范围，UPS立即切换到逆变换供电状态。由于ECO下的逆变器处于待机状态，所以自身损耗很小，此时UPS的整机效率可以达到97%以上，这样也同样有效降低了UPS系统的能耗。
3. 降低输入电流谐波，提高输入功率因数
谐波的危害表现为引起电气设备（电机，变压器和电容器等）附加损耗和发热：使同步发电机的额定输出功率降低，转矩降低，变压器温度升高，效率降低，绝缘加速老化，缩短使用寿命，甚至损坏：降低继电保护，控制，以及检测装置的工作精度和可靠性等。谐波诸如电网后会使无功功率加大，功率因数降低，甚至有可能引发并联或串联谐振，损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。
因此降低输入电流谐波以及提高输入功率因数除了大大降低所带来的危害外，还能够减少前端的配电装置和电缆的成本，同时使得数据中心的UPS供电系统的前端发电机的容量大为降低，从而大大降低数据中心的电源系统成本。目前治理谐波的方式有6脉冲整流器+无源（或有源）滤波器，12脉冲整流器+无源滤波器，IGBT整流器等方式，这些能够实现低输入电流谐波（<3%）和高输入功率因数（>0.99），从而实现数据中心的节能要求。
3. 节约占地面积
数据中心的空间非常宝贵，如果采用体积相对小的UPS，无疑会带来占地面积的有效利用，这同样也是节能方面的一个重要体现。
UPS是整个交流供电环节的核心所在，做好UPS的节能不仅可以节约大笔的设备投资和维护费用，同时也大幅度降低了后期的运行成本。将UPS节能技术全面应用于数据中心，必将有效地降低数据中心的能耗。
责任编辑：小柯
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