0 引言
数据中心的电能主要被两类设备所消耗：IT设备和机房设备。IT设备主要包括服务器、存储设备和网络设备；机房设备包括UPS、配电设备、线缆、空调设备、照明设备、监控设备等。从目前国内外的调查数据看，绝大多数数据中心，机房设备的耗电要比IT设备的耗电高。在一个典型的数据中心里，空调系统(包括冷水机、加湿器和机房空调)消耗了45%的电能，IT得到的电能仅占30%，UPS供配电系统消耗了23%的电能，照明系统及其它消耗了2%的电能。
针对UPS供配电系统消耗的电能，台达提供了如下的解决方案。
1 采用低负载率下的高效率、低谐波海福HIFT系列UPS
1.1 产品概况
由于台达海福HIFT系列UPS采用模组化的架构设计，在运行时，每一个模组平均分配所有负载。当其中有一个模组发生故障，其他模组可再次均分该故障模组的负载，而故障模组可在不中断系统的情况下在线“热”更换，随后重新投入使用。在整个故障修复的过程中，系统供电完全没有中断，并且修复时间相比传统的UPS系统大幅缩短，真正实现了故障修复时间为零。一个系统由多个模组组成，单个模组的功率较小，因此可以构成N+X系统配置方案。在系统运行时，各模组也是均分负载容量，并且当实际配置负载容量较小的时候，冗余的X数量还会增加，可用性也会大幅增加。海福HIFT系列UPS由于模块和系统可冗余、可实现在线热插拔、插拔模块有“防呆”设计等功能，完全可以实现动态扩容。单机容量可以从20kVA扩充到120kVA，可4台单机并联，最大可扩充到480kVA，实现了从20kVA到480kVA的全功率段的容量配置。当负载降至27%时, 海福HIFI UPS还可以保持大于94%的整机效率，其自身节省的能耗以及节省的空调电费是一个非常可观的数字。智能风扇调速功能、风扇停转告警功能、体积小、重量轻、高功因、低谐波等等。
1.2 海福HIFT高智能容错UPS系统绿色节能
绿色就是无污染，模块化结构可以降低这种污染。海福HIFT系列UPS为高频机，工作频率都在20kHz以上，超出了人的听觉范围，所以，这时UPS不会像工频机那样，变压器和电抗器都发出令人心烦意乱的噪音，影响工作情绪。海福HIFT系列UPS高频化模块的输入功率因数都在0.99以上，这对电网而言几乎是线性负载，基本不破坏市电电网电压的正弦波形，谐波含量小于5%。因此，电网中由模块化UPS引起的高次谐波干扰几乎不用考虑。
同时，海福HIFT系列UPS全负载段高效。一般UPS厂商在标示UPS效率时多标示92%，是负载量用到100%下的效率。只有当负载比较低时，依然能够保持高效的UPS才是真正高效的UPS，因为UPS的负载量一般会在60%-80%之间，冗余越多，负载量会越低。海福HIFT系列UPS当负载降至27%时，还可以保持效率大于94%，其自身节省的能耗以及节省的空调电费是一个非常可观的数字，而且高效率意味着更低的故障率和更长的使用寿命。
最后，由于海福HIFT系列UPS采用模组化的架构设计，客户可根据负载的实际需要进行配置UPS模块，减少了不需要UPS的容量，与传统的UPS方案比较大大提高设备利用率，同时提高UPS系统的效率。
1.3 采用海福HIFT高智能容错UPS系统PUE的贡献
供电系统在PUE指标中占0.15－－0.2左右（供电系统效率在80%-85%左右）；提高允许电源基础设施随着负载增加而增加的适应性、模块化架构，以减少数据中心的过度规划，降低损耗的潜力30%-40%。例如效率变化88%-92%时，对PUE 的贡献是-（0.03-0.04）；降低系统电流谐波，可降低上游设备的容量，有利于降低谐波损耗和设备空载损耗，对PUE 的贡献是-(0.01-0.02)；采用高效UPS设备（例如无输出变压器高频机）可提高效率，对PUE 的贡献是-(0.02-0.03)，降低输入谐波且不需要增加滤波器对PUE 的贡献是-(0.01-0.02)；采用HIFT高智能容错UPS系统PUE的贡献-0.05左右。
2 采用高性能数据中心供电系统的数据中心直流UPS 供电技术
传统的UPS供电系统存在的主要问题，是如何有效地提高系统可靠性。可靠性不高是传统UPS设计理念造成的，而传统设计理念的结症又可归结为备用能源配置方法问题。备用能源（电池）要经过UPS设备中最薄弱环节——逆变器才能向负载供电，这是造成UPS系统必须两次变换能源、系统中存在着负载和UPS本身两个谐波源、系统过于复杂和结构臃肿、成本不断攀升、效率低下、可靠性难以有效提高的根本原因。传统UPS系统如图2所示。
台达高性能数据中心供电系统(HD-1)系列直流UPS系统，对传统UPS系统做了重大变革，改变了备用能源配置方法，由备用能源（电池）直接用直流电压对负载供电，以上问题就迎刃而解，使UPS 系统的可靠性、建造成本、能源利用率、系统标准化等方面，都会产生革命性的变化。直流UPS系统如图3所示。
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