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数据中心如何构建节能的UPS供电系统

2013-12-25 09:52:55 北极星电力信息化网　点击量：评论 (0)

由于IT技术的飞速发展，信息化建设已是一个巨大工程，比如金融和电信的数据大集中不仅仅是效率的提高，也将是管理模式和业务流量的全新变革，所以当前数据中心的建设可以用雨后春笋来比喻，据有关资料介绍，

器提供全部负载功率。在这里Delta变换器和主变换器均具双向变换的功能。主变换器给电池充电，而充电的时机和充电电平则由Delta变换器控制。该电路最大的特点就是用20%的功率去控制100%的负载功率。

上文中提到，打造节能的数据中心供电系统，第一步就是要选择节能的产品，在当今选择UPS产品时只有高频机型UPS能够满足这一要求。除此之外，如果再规划简洁的配电系统，加之设计节能的运行模式，就能够达到更好的节能效果。

规划简洁的配电系统

有了节能的供电设备，如果没有很好地规划设备的连接和配置也得不到好的节能效果。

图9 高频机型UPS供电的“臃肿”系统

尤其是有的用户认为可靠性是用钱堆起来的，认为设备越多可靠性越高。实际上设备越多增加的串联环节就越多，相应地可靠性也越低!如图9所示就是高频机型UPS供电臃肿系统的一个例子，说它臃肿是因为这本来是一个很节能的供电系统，两台高频机型UPS冗余并联后给负载供电，简单明了。可单单设计者又给UPS后面串联了大功率变压器，又串入了两台大容量STS，致使效率至少损失了4%~5%，不但投资增加很多，占地面积也大为增加。为什么会这样规划呢?原因是设计者机械地理解了美国的G4标准，认为只有做成所谓的双总线，系统才可靠，这就陷入了用过多设备堆积可靠性的误区。实际上图9的每一路供电路径上多了两个故障点：变压器和STS.可靠性下降了数倍。世界上十全十美的东西太少了，就是说，增加了这方面的功能却牺牲了另一方面的功能，这就是有得有失的道理。

图10 用1+2结构模式提高可靠性的方法

如果改用图10的方案，采用1+2结构模式，这里虽多了一台UPS，但却少了两台变压器和两台STS，要知道一台STS要比同容量的UPS贵得多。而且第三台UPS的引入，不但使系统可靠性大为增加，而且也是系统的过载能力又增加了一倍。

当然，多台UPS冗余并联虽是提高了可靠性，但也带来了负面影响，那就是使系统效率降低了，因为原来两台工作时各为50%负载，当3台工作时，每台的带载量才仅有三分之一。为此可采用图1 1的改良式1+2节能供电方式。在这里高频机3UPS在正常时处在转换开关ZS的中间空档位置，其他两台UPS按50%方式供电，处于效率最高点。任一台UPS故障，3UPS就接通到故障设备的一方。提高了可靠性也提高了运行效率。

图11 1+2节能工作方式

另外，双总线采用STS还有另一层意思，那就是当一台UPS故障时就可以利用STS将另一台UPS转接过来，如图12双机双总线1所示。但为了这一点功能就采用两台STS未免小题大做。

图12 双总线结构方式两台UPS互相转换方案

可以采用图12双机双总线2的方法，用一只母联开关即可。在两路UPS正常工作时，母联开关是断开状态。当其中一台UPS故障时，母联开关闭合，也达到了上述目的。这一改变也并非无足轻重。如果母联开关采用电子式，即静态开关，其设备量大为减少，如图13所示。

图13 母联开关与两台STS设备量的比较

从图中可以看出，同样的大功率可控硅，两台STS就用了24支，而一个母联开关只用了6只，节约了18支的设备量和功耗，也极大地减小了占地面积。

设计节能的运行模式

有了节能的产品，设计了简洁的供配电系统，如果再规划出节能的运行模式，这样步步为营、步步节能的供配电方式就可得出很好的节能效果。图14所示为一个500kVA的负载用双总线供电的例子。这里采用了2台550kVA的模块化UPS，每台550kVA的模块化UPS机壳中有两台275 kVA的模块化UPS，为了提高效率，在正常供电时就可以令其中一台275 kVA的模块化UPS休眠，形成2+1工作模式。而且随着负载的减小还可以工作在1+1模式。