| 摘要：对于数据中心供电而言，UPS无疑是重头戏，也是数据中心供电的焦点。其中，高频机替代工频机、直流配电技术、飞轮以及铁电池等技术，成为了业内关注的重点。 |
高频机代替工频机
现在看来，UPS领域高频机与工频机之争，高频机将胜出。伊顿电源（上海）有限公司电能质量业务北亚区技术总监王伟在接受记者采访时表示：有些用户一时还难以完全割舍对工频机的情结，这完全正常。但发展方向看，工频机完全应该送进UPS博物馆，不管你是否愿意，提前的心理准备都非常必要。
“用户对工频机的情节需要通过尝试使用高频机来缓解，工频机作为一个将要淘汰的产品，是否还有市场？这就让市场去回答吧。”王伟说。
施耐德电气IT事业部产品经理周巍也认为高频机已经成为主流。周巍说：“工频机已没有任何存在的理由。从数据中心的环境负载，UPS应用目的和使用方法上来看，数据中心是高频机完美的应用场合。高频机可以有效解决数据中心低PUE、高能耗、对电网高污染、高初期投资、占地面积过大以及不灵活等诸多难题。”
所谓高频机UPS是指其输入和输出电路都工作在远高于50Hz高频，通常为20kHz或以上的高频。高频机通常采用IGBT进行高频开关整流，同时完成功率因数校正。而工频机都是采用晶闸管进行全控桥整流，对电网具有较大的谐波污染。
高频机因为没有了输出变压器，节省了资源、减轻了重量、提高了效率，是节能环保的机型。“对于高频机，目前国内和国际标准中没有对此进行定义，国外也不使用高频机的叫法。高频机只是国内所使用的一个非标准名称。通俗的讲，就是含有逆变器输出变压器的UPS称为工频机，没有逆变器输出变压器的UPS就是高频机。”王伟说。
中达电通UPS产品开发处总监陈冰指出：“受益于宽带村村通、物联网、三网融合、云计算等应用，UPS市场需求稳中有升，同时也推动UPS技术发展，如电网适应能力、无隔离变压器技术、高效率、热插拔技术等将得到更多应用。”
“就UPS市场而言，未来5年内仍然以交流UPS为主流，但在交流UPS中主要以高频机、模块机为主，工频机在数据中心机房的应用会逐年下降。高频机占比相对较高，模块机也算是高频机中的一个分支，高频机根据金额和数量约占85%左右。”陈冰说。
较之工频机，高频机具有一系列的突出特点，其中，高频机输入功率因数高，可以达到0.99，其谐波电流小于5%。相比较工频机，其输入功率因数在0.80左右，如果采用可控硅6脉冲整流，其谐波电流在30%，为了抑制谐波电流，工频机往往会采用12脉冲整流。对此，中国电源学会专家委员会主席张广明指出：12脉冲整流可以有效抑制谐波，但这是在满负荷带载的情况下。如果不是满载，在轻负载的情况下，其效果还不如6脉冲整流。
由于可以有效抑制谐波，不仅对电网污染小，高频机也具有更好的绿色节能的效果，有助于降低用户的运维成本。此外，由于高频机去掉了输出变压器，在体积上可以做得更小，更能够节省寸土寸金的数据中心场地空间，同时也可以降低对于数据中心承重的要求。由于工作在20kHz以上，因此也更加安静，降低数据中心的噪音。
对于高频机应用最大的限制是容量。对此，陈冰表示应该进行必要的澄清。
“受限制于高频功率管的价格和技术，此前高频机UPS多应用在120KVA以下，在更大大功率应用场合，高频机应用较少，稳定性有待考证。但是近年来，包括台达等很多UPS厂家已经能够高频机UPS的容量做到200KVA以上，可靠性完全可以得到保障。因此今后数据中心采用高频机是一种趋势。”陈冰说。
陈冰表示，今后工频机在数据中心市场应用将越来越少，主要转向工业场所，如太阳能硅晶生产线、半导体生产线、化工企业、重要的传动设备等需要更强抗冲击能力的应用场合。
王伟也认为高频机更适合数据中心应用。“特别有意思的是，数据中心IT负载电源本身就是一个高频工作的‘高频机’，是比高频机UPS还要高频得多的‘高高频机’，惟一本质差别就是数据中心IT复杂电源没有后备电池。开个玩笑，如果我们为每个IT负载电源都装上1个小时的后备电池，那也就可以让UPS在数据中心基础设施中消失了。”王伟说。
数据中心服务器等IT设备配电池，从而省略UPS，这并不是天方夜谭。根据媒体报道，Google数据中心就是这样做的，也是Google诸多技术创新之一。
王伟表示：数据中心配置UPS的唯一目的是为IT负载提供净化电源和后备电源保护，但是工频机在提供这一保护的同时，占用了大量宝贵的机房空间和导致了很高的电能损耗，使数据中心实际运行的TCO指标居高不下，限制了数据中心的盈利能力和进一步发展的动力，而高频机的应用与良好的技术性能恰恰解决了数据中心最为关注的发展问题，使用户在机房空间、机房承重、后备柴油发电机容量、机房空调容量、配电容量等基础设置上减少建设成本，而且长期运行的综合电费也将至少节约15%以上，提升了数据中心的盈利能力。
模块化UPS是堪比高频机的另外一个热点。以台达Infrasuite数据中心解决方案为例，其核心设备HIFT系列UPS采用N+X冗余，可以允许X个模块故障仍然能保证系统的正常运行，大大提高了系统可靠度，借住热插拔技术，可将UPS的故障修复（MTTR）大幅度缩短。据陈冰介绍，即使双母线冗余方案，其负载率在30%时，也可以达到94%的效率，为绿色数据中心提供有利的保障。
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