3. 如何选择一款合适的模块化UPS?

　　对于模块化UPS，各厂家都宣称自己的产品是真正的模块化UPS，那么什么样的UPS才是模块化UPS?对用户来说，哪些参数特性才是需要关注的?哪些指标又是必须要满足的?笔者认为，对用户而言，主要可以从外部特性、电气性能、系统设计、易用性设计、制造工艺、售后服务这6个方面来进行考量。

　　3.1 通过产品外部特性选择：体积、模块重量、走线方式、并柜方式等

　　体积：随着大数据与云计算的发展，出于大规模数据运算与降低能耗的考虑，数据中心将越来越呈现集中化的趋势。因此也要求UPS具备更小的体积、更高的功率密度、更灵活的安装方式。占地面积小、单柜功率密度高的UPS将为用户节省更多的机房租金。目前一般的模块化UPS都可以做到功率柜单柜支持200kVA以上容量(约0.5~0.7m2，不包括配电开关柜)。

　　系统容量：系统容量与模块大小以及模块可并联数量有关，理论上来说，使用CAN总线方案，一条CAN总线上最多可以连接49个节点。(注：关于这个理论，可参考华为白皮书之《模块化UPS并联数量的讨论》)但是考虑到模块并联越多，逻辑越复杂，因此建议一个UPS系统模块数量建议不超过20个。

　　单模块容量/重量：目前各厂家的功率模块容量从10kVA到50kVA均有产品提供，某些厂家的同一UPS系统中还可以使用不同的功率模块。较小的模块容量意味着同等容量的系统中将会使用到更多的功率模块，系统可靠性将会随之降低(控制逻辑复杂、信号干扰增大，可能会因为单模块故障导致整个系统故障);而较大的模块容量在系统容量较低时，可能会冗余不足或造成容量浪费(如60kVA系统容量，如果使用50kVA模块，必须使用两个，考虑冗余至少需要三个)。当然，如果系统整体容量较大的话，也可以选用容量较大的功率模块。模块容量建议一般为20~40kVA比较合适。

　　从使用的角度而言，功率模块重量不宜太大，一般建议小于40Kg，此时可保证两人就能进行安装与维护。否则在安装位于机柜上部的功率模块时，必须使用机械进行辅助操作，这将会增加安装的复杂度并带来工程成本的上升。

　　安装方式：UPS的输入输出走线一般有下走线和上走线两种方式(分别对应防静电地板和顶部吊装走线架两种场景)。用户的实际使用环境多变，为降低工堪难度，应要求模块化UPS同时支持两种走线方式。

　　同时对于一些空间面积有限的机房，或模块化数据中心，UPS可能会靠墙或靠其他机柜安装，因此模块化UPS还应具备完全前安装、前维护的设计(部分厂家可能宣称前维护，但无法做到所有线缆的前安装，用户可根据实际需要提出这方面要求)。

　　并柜方式：模块化UPS系统一般包括功率柜和配电柜(有时还有旁路柜)。有的厂家会将功率柜和配电柜作为一个整体进行销售，二者不能拆开独立配置(可能使用铜排连接，或配电柜包括了监控模块、旁路模块)。另外的厂家则可以提供一体化的功率柜，即一台功率柜整合了监控、旁路和部分配电的功能，可作为一台独立的UPS进行销售。用户可根据实际需要进行选择，通常情况下，在机房已有配电柜时采购可独立销售的UPS功率柜可降低成本。

　　要注意的是，有些厂家宣称的大容量模块化UPS其实并非是一套UPS系统，而是两套UPS的并机系统。这种系统与塔式机的并机方式相同，具备两套独立的监控与旁路系统，因为不具备系统冗余，可能在某些场景下存在风险(如逆变过载、旁路切换时两套UPS不同步)。

　　举例：某厂家模块化 UPS 240kVA系统，实为两套120kVA 系统(每套内功率模块为：20kVA/个*6 个)通过并机线并机组成240kVA 的系统，从系统的结构上看，保留了单机系统的全部硬件结构和软件结构，两套120kVA 系统分别保留各自的监控系统、旁路控制系统和软件控制的结构。相互之间仅仅是通过并机线进行并机而成。这种方式，无论是结构还是软件控制功能上，均不适合作为240kVA 系统存在。因此该系统仅适合作为单机架120kVA 系统使用。

　　系统并机能力：模块化UPS与塔式UPS一样，可并机台数也是需要考量的因素之一。在用户未来有扩容需求，而单系统模块化UPS容量又不足时，应要求厂家提供具备并机能力的UPS。并且为了提高并机系统的可靠性，应同时要求并机UPS之间采用环形并机线缆连接，这样可以避免单点故障对系统的影响，故障不会扩大化。UPS是否具备并机能力，也可作为对厂家设计能力的考量因素之一。模块化UPS的并机系统可参考塔式UPS并机系统进行配置。

　　图3：环形并机线缆可避免并机通讯单点故障

　　3.2 通过电气性能选择：效率、谐波、均流度、功率因数、模块休眠功能等

　　效率：如上一章节所述，选择UPS时不仅要考虑最高效率，还要同时考虑系统在低负载率时的效率。模块化UPS如果具备自动休眠功能，可提高低负载率时的系统效率。但低负载率时的效率仍可作为对厂家技术能力的考量因素之一。目前主流UPS厂家均可提供95%以上系统效率的中大容量UPS。系统效率指标越高越好。

　　有些UPS还会具备节能模式，即UPS在电网质量较好时工作在旁路模式，此时系统效率可高达99%。但此模式依赖于当地电网质量，而且必须做到在电网质量不符合要求时能够快速自动切换回市电模式。如厂家宣称提供该功能，应同时要求提供切换时间参数，一般应小于5ms，可保证负载不中断。在电网质量不好的地区、或UPS为单路输入负载供电时，不建议启用该模式。

图4：UPS系统实际工作效率与最高效率

　　谐波：因为采用了IGBT整流和PFC功率因数校正技术，高频UPS的输入电流谐波(THDi)要远小于传统的工频UPS。一般厂家的模块化UPS都可以做到输入电流谐波≤ 3%。而传统的工频UPS则要大于10%。

　　三相负载不平衡度：厂家提供的产品应满足YD/T 2165—2010《通信用模块化不间断电源》中5.3 规定的三相负载严重不平衡度≤3%的要求。

　　模块均流度：模块化UPS内部因为有多个功率模块并联输出，因此要保证各模块都能输出大小一致的功率，厂家提供的产品应满足YD/T 2165—2010《通信用模块化不间断电源》中5.3 规定的模块输出不均衡度≤5%的要求。

　　输入/输出功率因数：采用了PFC技术的高频UPS，一般输入功率因数较高，可以做到0.99以上。输入功率因数越高，代表电网输入到UPS的电能中有用的部分所占比例越高，UPS对电网的污染也越小。输出功率因数代表了UPS可以输出的实际功率(kW=kVA*输出功率因数)。UPS的输出功率因数也是负载的输入功率因数，目前IT负载的输入功率因数一般可做到0.9以上，所以对模块化UPS应该要求输出功率因数大于0.9才能更好的匹配目前的IT负载需求。输出功率因数越高，说明UPS的输出适应负载的范围越宽，自身带载能力越强。

　　模块休眠功能/节能模式：如上一章节所述，功率模块休眠功能是模块化UPS的特殊功能之一，该功能可以提升系统的整体效率，降低UPS自身损耗，因此模块化UPS应具备模块智能休眠功能，系统可根据负载的实际大小自行决定开启还是关闭功率模块。

　　工作模块数目由实际负载大小决定 不同模块按一定时间顺序轮换工作

图5：模块化UPS功率模块休眠功能

　　另外在一些电网较好的地区，用户更希望UPS能提供节能模式(通过旁路供电，在市电情况不好时可以迅速切换到逆变模式)。因此模块化UPS也应同时具备节能模式供用户选择。