UPS电源系统在数据中心建设中的应用.docVIP

精品论文 参考文献 UPS电源系统在数据中心建设中的应用 张方兴 深圳市赛为智能股份有限公司 广东 深圳 518000 摘 要:UPS电源也称不间断电源系统，其作用是保证向重要负荷不间断地供电，使用户不致因停电而丢失数据影响工作。为此，在数据中心建设中，UPS电源得到较为广泛的应用。笔者结合应用实践经验，阐述了UPS电源的配置方式，并分析了几种UPS电源配置方式的优缺点，为数据中心建设人员在UPS电源配置和应用上提供帮助。 关键词：UPS电源；配置方式；优点；缺点 UPS（Uninterruptible Power Supply）是指不间断电源，按工作原理可分为后备式、在线互动式(市场上的Delta变换式本质上属于在线互动式)和在线双变换式三类。UPS电源具有输出电压、频率稳定,电压失真度小、运行稳定等优点，保证了向重要负荷不间断地供电，使用户不致因停电而丢失数据影响工作，从而越来越多地被应用在各个领域。近年来，随着科学技术的发展，不同类型的UPS电源系统相继出现，其配置方式也千差万别。 UPS电源系统作为数据中心的电源保障，无疑对数据安全起着至关重要的作用。 1 UPS电源配置方式概述 UPS电源系统既可以采用单机供电，也可以采用冗余方式进行供电。从冗余式配置方式来看，有以下几种方式： 1.1 热备份的配置方式（见图1） 图1 双机主从式热备份配置原理图 主机带负载，备机空载，备机接入主机的Bypass(旁路)输入端，两套UPS串联连接。 1.2 功率均分并联备份配置方式（见图2） 图2 功率均分并联备份配置原理图 由具有相同额定输出功率的UPS可直接并联形成冗余供电系统。为保证高质量的并机系统，各电源间必须保持同频同相，且各机均流。 1.3 双母线单机系统配置方式(见图3) 图3 双母线单机系统配置原理图 双母线供电方式是采用两条总线对后端设备进行供电，每条总线上具有一套相同的UPS供电方式。 1.4 双母线双机系统配置方式(见图4) 图4 双母线双机系统配置原理图 系统1有UPS1-1和UPS1-2两台带并机柜并机，两台UPS平时可各带50％负载，当一台UPS有故障时，另一台可带100％负载继续供电。 系统2有UPS2-1和UPS2-2两台带并机柜并机，结构和工作原理同系统一样。 平时，系统1与系统2分别带自己的负载，当其中一个系统供电母线上的任何设备或电缆需要维护或解决故障时，其负载可经静态转换开关切换至另一个系统从而供电。 2 几种UPS电源配置方式的优缺点 2.1 双机主从式热备份配置方式分析 (1)优点 两台甚至多台UPS基本处于相对独立、互不干扰的运行状态； 可采用不同型号、不同容量的UPS构成串联热备份方式； 配置方式比较灵活，不需要两台UPS电源，不需要增加额外辅助电路，不增加购置成本。 (2)缺点 两台UPS老化程度不同，备机电池组长期处于浮充状态，影响电池寿命； 这种结构有许多单点故障，如果主UPS出了故障，那么另一台必须接替全部负载，在约8ms内，另一台必须把供电从0增加到100％； 备用UPS需具有阶跃性负载承载能力，无扩容能力，由于人们很难实时了解备用UPS的各部分有无故障或隐患，所以当要启动备用机时，就可能无法正常工作。 2.2 功率均分并联备份配置方式分析 (1)优点 完善的锁相同步技术保证多台UPS直接并联时可均分负载电流； 瞬间过载能力强，能够自动均分功率； 良好的扩容性能(N＋1)，避免了“串联”热备份方式的缺点。 (2)缺点 存在环流增加无功损耗，降低系统的可靠性； 需增加额外辅助电路，增加成本，增加故障点； 对设备本身同步锁相技术的要求高，对设备制造技术要求输出阻抗接近； 对逆变器输出电压分相调节性能要求高； UPS必须同型号、同容量，多台并联时，旁路也需增加“均流电感”。 2.3 双母线单机系统配置方式分析 (1)优点 消除可能出现在UPS输出端与最终用户负载端之间的“单点”故障隐患，提高输出电源供电系统的“容错”功能；