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摘要:近年来,随着互联网与移动互联网的发展及信息化的推行,用于存储、处理、传输信息的数据中心建设如火如荼,其耗电量已达到了全球用电量的1%-2%。数据中心巨额的电力损耗对环境及电网带来了不可忽视的影响,因此带来的能源成本及治理措施给企业增加了沉重的负担。
UPS作为数据中心中最常用的供电保障设施、供配电系统中损耗最大的环节,是构建绿色数据中心必不可少的一部分,绿色化不可避免。UPS在保护负载的同时,带来的负面影响,主要包括电能损耗和电网污染两个方面,笔者将就这两个方面的具体影响及如何达到绿色的目标分享一些自己的经验。
1. 高运行效率是绿色UPS的基本要求
我国电力供应中,火电占比在70%以上,其中绝大部分的火电是靠燃煤来实现的。因此,节约电能,就是减少煤的燃烧,进而减少二氧化碳和有毒有害气体以及灰尘的排放,对改善我国环境污染和雾霾天气意义重大。在UPS主要的应用场景数据中心中,大约10%电量为UPS所消耗,每年我国数据中心中UPS电力损耗即达80亿kWh。因此绿色UPS需要具备较高的运行效率,以减少能源消耗。
UPS效率与其类型与原理紧密相关。传统数据中心中使用较多的工频UPS因内置输出变压器用于升压、使用高损耗拓扑与器件、设计粗放等原因一般最高效率仅90%左右;高频UPS取消了变压器,一般效率可达到94%;模块化UPS效率在高频UPS的基础上通过精细化设计一般均可达到96%。
但需要注意的是UPS最高效率非实际运行效率。UPS最高效率在60%以上的负载率段获得,并随着负载率的下降而下降。但在实际运行中,UPS系统一般采用N+X冗余或双母线配置,而为了满足未来3-5年的供电需求增长,UPS系统容量配置也会大于建设初期实际容量需求,因此UPS的负载率很难超过40%。也即,要使UPS实际运行在高效率,必须关注UPS在低负载率下的效率。
随着业界对效率问题的重视,低载高效UPS在技术比较先进的厂商均已实现,如施耐德、华为等厂商的模块化UPS系列在40%时即可达到96%的效率,比传统UPS运行效率大幅提升。
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