數據機房UPS不間斷電源係統的演變與發展

來源：香蕉视频APP免费下载電氣  日期：2019-06-14 13:29  瀏覽量：次

　　數據機房UPS不間斷電源係統的演變與發展。數據中心和機房的大規模建設進一步加大了市場對於UPS的需求，可靠，高效，易用易維護成為越來越多UPS廠家關注的重點特性。那麽從UPS產生至今，共經過了哪些變化？是什麽引起了這些變化？請看香蕉视频APP免费下载電氣小編的分析。

　　數據機房UPS不間斷電源係統的演變與發展

　　典型的數據中心機房供電係統，由中壓配電、變壓器、低壓配電、UPS不間斷電源、末端配電以及發電機等設備組成。其中，UPS的主要作用，是在市電電源中斷、發電機啟動之前，確保所帶的負載持續供電，因此，UPS係統包含了儲能設備，如蓄電池或飛輪；此外，傳統UPS還具有隔離市電側浪湧、電壓驟升驟降等作用。

　　UPS不間斷電源係統是數據中心供電連續性的重要保障，UPS係統的可靠性直接影響數據中心的可靠性，同時，在絕大多數數據中心機房，機房UPS係統的損耗可占IT設備能耗的10%以上。因此，提高UPS係統的可靠性，同時降低其損耗，就成為數據中心UPS係統架構演變的主旋律。

　　傳統UPS供電係統

　　目前，數據中心內應用最廣的不間斷電源還是傳統UPS，它主要由整流AC-DC、逆變DC-AC和靜態旁路3部分電路組成，DC母線上掛接蓄電池，輸入AC正常時，經整流和逆變兩次轉換後為負載供電，同時為蓄電池浮充，輸入AC中斷時，蓄電池由浮充轉放電，經逆變器為負載供電，對負載來說，感受不到輸入端電源的中斷。

　　傳統的雙轉換在線式UPS設備采用可控矽整流，主要的問題是諧波電流畸變率（THDi）高(10-30%)，轉換效率低(85-92%)。

　　UPS不間斷電源係統的發展

　　由於UPS設備結構複雜，因此自身容易發生故障，設備冗餘可以提高可用性，UPS係統便有了N、N+X、2N、”市電+U電“等架構。

　　N係統滿足基本需求，沒有冗餘的UPS設備。它的優點是係統簡單，硬件配置成本低廉；由於UPS工作在設計滿負荷條件下，因此效率較高。其缺點是可用性低，當UPS發生故障，負載將轉換到旁路供電，無保護電源；在UPS、電池等設備維護期間，負載處於無保護電源狀態；存在多個單故障點。

　　N+X並聯冗餘係統是指由N+X台型號規格相同且具有並機功能的UPS設備並聯組成的係統，配置N台UPS設備，其總容量為係統的基本容量，再配置X台UPS冗餘設備，允許X台設備故障退出檢修。相對於“N”係統，“N+X”係統在UPS配置上有了一定的冗餘，係統可靠性有所提高，同時帶來了係統配置成本的增加、係統負荷率的降低以及效率降低。

　　為了消除單點故障，高等級數據中心和機房通常采用2N冗餘係統。該係統是指由兩套或多套UPS係統組成的冗餘係統，每套UPS係統N台UPS設備的總容量為係統的基本容量。該係統從交流輸入經UPS設備直到雙電源輸入負載，完全是彼此隔離的兩條供電線路，也就是說，在供電的整個路徑中的所有環節和設備都是冗餘配置的，正常運行時，每套UPS係統僅承擔總負荷的一部分。

　　“市電+U電”供電架構由百度提出並在2011年其自建M1數據中心規模應用，它在N+1係統基礎上做了改進，UPS設備配置不變，將服務器等雙電源設備的其中1路改由市電直接供電，消除了單點故障，可靠性較N+1係統大大提高，同時，UPS係統的損耗降低為原先的50%。UPS係統整體效率提升至95%以上。

　　隨著業內對數據中心能耗關注日益增強，國內近幾年出現了一種新型的分布式DC240V電源設備，同樣采用離線方案，市電正常時，直接輸出市電電源，市電停電後，由內部大香蕉啪啪啪池提供DC240V輸出。這種方案的優勢是IT設備無需定製，隻要兼容DC240V供電即可。其缺點是電源內部存在AC220V和DC240V的切換，係統可靠性降低；大香蕉啪啪啪池串聯數量多，單隻電池故障會影響係統的可靠性。

　　隨著國內數據中心前端配電係統及發電機自動控製係統的完善以及運營水平的提升，蓄電池的後備時間一定會縮短，分布式大香蕉啪啪啪池供電係統將在互聯網等行業數據中心迎來春天。

　　UPS係統對數據中心和機房的重要性

　　對於數據中心來說，在電力係統的運行過程中，不可避免地會出現故障。盡管故障出現的幾率很小，持續的時間也不長，但產生的後果卻往往十分嚴重。電力係統發生故障時，運行狀態將經曆急劇變化。所以UPS係統的應用對於機房電力係統不間斷運行來說尤為重要。對UPS係統日常檢測、維護也更是重中之重。

　　UPS電源是許多機房的動力保證，保證了供電的連續性，保證了供電係統的安全性，UPS電源時刻發揮著重要的安全保障作用，蓄電池是UPS重要組成部分，蓄電池作為動力提供的最後保障，無疑是UPS電源中的最後一道保險，其質量的好壞直接關係到UPS是否正常工作。

　　UPS係統是數據中心和機房供電連續性的重要保障，香蕉视频APP免费下载電氣認為對於UPS係統日常檢測、維護也是很重要的。在數據中心建設中，隨需擴容、易維護、高效率、高可用性以及占地小成為模塊化UPS最大的優勢。