概 述UPS的节能方法和应用.doc

概 述 UPS是不间断电源（Uninterruptible Power Supply）的英文缩写，它的功能主要有两个：一是在市电正常时改善对负载的供电质量，同时对后备电池进行充电；二是在市电异常时，通过后备电池保证向负载供电的不间断性。 UPS主要由整流器、逆变器、静态开关组成。有四种电路结构：后备式、在线式、在线互动式、在线补偿式。 UPS的使用形式 选购UPS一定要选最适合自己实际使用情况的。 首先是容量的选择，UPS容量应该根据目前的负载量，再加上近期准备增加的负载量来计算。 其次要选择节能的UPS。目前UPS的发展趋势是高频化和模块化，因为高频化可以提高UPS的轻载效率和半载效率，模块化可以使用户边成长边投资，节约能源同时方便扩容。 UPS电源的技术性能 UPS电源的技术性能随使用要求的不同而不同，主要技术性能包括以下几个方面。  ·在线式 ·高效数字功率器件PIGBT技术 ·DSP技术和SMD电气集成模块 ·电池保护功能 ·灵活可靠的并联技术 ·通信及监控功能 ·高可靠性 ·散热系统 ·控制和诊断监控系统 UPS系统配置方案 很多设计工程师都试图设计出完美无暇的UPS解决方案为关键负载提供支持，不过他们的设计方案往往不一定涉及到设计方案的可用性范围。例如，并联冗余、串联冗余、分布式冗余、热连接、热同步、多路并联总线、双系统以及故障预警系统等，这些都是设计工程师或制造商赋予不同配置方案的名称。这些名称的问题对于不同的用户，它们可能具有不同的含义，可以存在很多种解释方式。虽然目前市场上的UPS配置名目繁多且差别甚大，但最常用的不外乎5种。这5种方案包括:①容量；②串联冗余；③并联冗余；④分布式冗余；⑤双系统。选择系统配置方案时，应当根据负载的关键程度而定。此外，还要考虑停机所带来的影响以及公司的风险承受能力，这样才能更好地找到合适的系统配置方案。 UPS供配电系统 （双总线冗余UPS供配电系统图） UPS供配电系统的供电范围是计算机设备（主机和附属设备）、通信设备、网络设备、服务器、监控设备、保安监控系统小型机/服务器、网络主交换机等重要设备。UP是输出配电回路（每个配电控制开关为一个回路）需按机房内设备要求设置，小型机/服务器、网络核心交换机及重要路由器要由独立双回路供电，其他计算机设备可用一个回路带3-4个插座，固定于地板下。UPS供配电系统的可靠性，最主要体现在采用了双电源末端互投上，如下图所示： UPS节能措施 目前UPS的节能必需从方案、UPS、电池、配电等方面全方位进行。 1、按需扩容的柔性规划 一般数据中心的建设都不是一步到位,会考虑今后未来几年的扩容,在设计时UPS容量一般都考虑容量比较大些,一次就安装了几套大功率的UPS并机，初期负载量只有规划容量的10%～20%，使UPS的利用率很低，造成电能的浪费。如何避免这种情况的发生，从UPS供电系统角度考虑,应该包括: （1）供电方案设计 目前UPS供电方案主要有分散供电、集中供电两种。分散供电是一台UPS为一台或多台设备供电。分散供电的好处是分散风险,不会因为一台UPS异常造成大部分设备停电;缺点是UPS分散布置,不便管理,而且布线不容易规划。另一种是采用集中供电,由一套大功率的UPS直接对数据中心的所有负载供电。集中供电的好处是便于规划、管理方便、维护方便;缺点是如果UPS系统异常,容易引起数据中心大面积停电事故,此缺点可以通过采用并联构架来避免。因此,以上两种方案各有优缺点,目前的数据中心一般都采用集中供电方案。由于UPS并机数量有限制,而且当UPS系统并机数量超过4台时,其可靠性并不比单机供电系统高多少。当机房UPS装机总容量超过一定限度时,建议将机房按几期规划分成几个区域进行供电。规划时可以参考:单机容量不宜超过400kVA,并机数量不宜超过3台。 （2）UPS在线并机扩容功能 数据中心的UPS容量的规划，可以根据不同时期的负载容量要求,采用逐步扩容的方案,使投资方案更经济，同时也能使UPS工作处于较佳的效率点。目前中、大功率段的UPS均已经具备冗余并机功能，不仅提高了系统的可靠性，同时也为机房扩容提供了条件。只要规划时在UPS前后配电箱预留足量的空气开关，并在机房规划相应空间，即可实现UPS并机扩容功能。关键是并机的过程处理，多种品牌UPS并机时需要对UPS的设置进行修正，此时要求UPS必须工作在维修旁路状态，UPS由市电直接带载，如果此时市电波动较大甚至停电，将造成系统的大面积瘫痪。所以并机扩容必须具备在线并机功能，即UPS并机扩容时，只需将新增UPS软件修改至与原UPS系统一致后，在不关闭原有UPS系统的情况下，直接将新增UPS并入原有系统即可，扩容前后，UPS均工作于在线模式下，避免切换至旁路供