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数据中心电源系统节能研究

2012/7/31 15:08:17 作者：UPS应用来源：UPS应用
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一般来说，数据中心电源系统包括：外电引入、变压器、发电机、电动机、交流不间断电源系统、直流不间断电源系统、照明系统及输配电线路等。由于数据中心功率密度的提高，所消耗的电功率增加，在电力各环节能量损耗亦随之增大，因此，电源系统各环节均需采取节能措施。

　　
　　一般来说，数据中心电源系统包括：外电引入、变压器、发电机、电动机、交流不间断电源系统、直流不间断电源系统、照明系统及输配电线路等。由于数据中心功率密度的提高，所消耗的电功率增加，在电力各环节能量损耗亦随之增大，因此，电源系统各环节均需采取节能措施。
　　
　　1)、外电引入、变压器、发电机及电动机系统节能研究
　　
　　2)、照明系统及输配电线路节能研究
　　
　　3)、交、直流不间断电源系统节能研究
　　
　　1.传统交流不间断电源(塔式UPS)系统应用现状
　　
　　当前，数据中心主设备一般要求交流电源输入，多采用传统的交流UPS系统供电模式，即：UPS系统将交流市电整流逆变后，为数据主设备提供220/380V的交流不间断电源。其应用现状总结如下：
　　
　　(1)传统UPS系统多采用N+1配置，等级较高的数据中心机房采用2(N+1)配置。
　　
　　(2)部分在网的早期UPS主机采用6脉冲整流，近年来基本都采用12脉冲整流。
　　
　　(3)为了限制UPS系统产生的谐波，部分UPS系统配置了有源滤波器。
　　
　　(4)蓄电池后备时间大多按单机满载30分钟配置，有的数据中心配置达到了单机满载1小时。
　　
　　2.传统交流不间断电源系统存在的问题
　　
　　随着数据中心高能耗问题的凸显以及对设备运行可靠性要求的不断提高，传统交流UPS供电模式存在以下一些不足：
　　
　　(1)采用了冗余并机技术，无论是N+1还是2(N+1)系统，在正常运行时，UPS主机的负载率均较低，再考虑到系统配置容量较实际偏大，使得系统的负载率更低，未在最佳效率点附近运行，系统损耗较大。
　　
　　经调查，很多大型数据中心机房的UPS系统单机负载率一般在10%至30%之间，大多数只有20%左右，在发展过程中的数据中心机房UPS单机负载率甚至更低，单机负载率10%不到的也占很大部分。
　　
　　(2)目前仍有采用6脉冲整流的UPS在网运行，且没有采取相应的谐波处理措施，导致系统额外附加功率损耗大。部分UPS系统虽然配置了谐波过滤器用于谐波治理，但治理后实际运行情况没有进行相应跟踪，治理效果无法保证。
　　
　　(3)交流UPS系统的后备蓄电池需经过UPS逆变后才能供给负载，一旦UPS本身出故障，仍会造成负载停电。
　　
　　

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