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    如何優化模塊化UPS電源工作模式節省運營成本?

    來源:存能電氣  日期:2019-01-22 10:45  瀏覽量:

      如何優化模塊化UPS電源工作模式節省運營成本?大型、高密數據中心的建設應運而生,而大型數據中心帶來的耗電量也是巨大的。新一代節能模塊化UPS作為其源動力,發揮著至關重要的作用。所以如何提高模塊化UPS電源的工作效率,是降低數據中心運營成本的一個亟待解決的問題。

      如何優化模塊化UPS電源工作模式節省運營成本?

    模塊化UPS電源.jpg

      一、數據中心模塊化UPS電源系統設計規劃

      模塊化UPS電源設備選型為在線雙變換式,采用空間矢量調制及全數字化控制技術。

      對于數據中心的供電系統解決方案而言,應優先考慮提高它的可利用率。按照所推薦的供電系統可利用率的分類標準,可分為Tier-4級、Tier-3級、Tier-2級和Tier-1級。Tier-4級供電系統是由兩路UPS所組成的2N型供電系統來向IT設備供電,它能確保負載”永不停電”,具備故障容錯功能,其可利用率最高,適用于中大型的高端數據中心。

      Tier-3級供電系統是由1路市電+1路UPS/HVDC所組成的2N型供電系統來向IT設備供電,它使負載的供電系統具有可在線維護特性,其可利用率次之,適用于中大型的中端數據中心;Tier-2級供電系統是由N+1臺UPS所組成的冗余供電系統來向IT設備供電,適用于中小型數據中心;Tier-1級供電系統是單機系統,其可利用率最低,適用于小型機房。

      二、模塊化UPS供電系統的“系統級”休眠技術

      就絕大多數的數據中心機房模塊化UPS電源而言,不管實際營運的負載有多大,這一系統中的全部UPS均投入運行。而通常數據中心的負載是分步增長的,尤其是IDC機房,初期機房很空、負載很輕,這時所有的模塊化UPS都開動起來本身就是一個很大的能源浪費。

      因此,為了提高可靠性和減少大量能源在低負載下的白白浪費,數據中心機房模塊化UPS系統采用綠色休眠節能技術是非常必要的。這一技術能在負載較低的情況下,自動根據當前總負載的大小,決定投入運行模塊化UPS電源的臺數,在保證應有的N+1冗余供電情況下,退出多余的UPS并使其進入休眠狀態,以達到安全運行與節能的目的。

      具有綠色休眠技術構成的每套模塊化UPS并機系統將僅有兩臺UPS投入工作保證系統的1+1,其余UPS處于休眠狀態基本不消耗電能,這樣每臺工作UPS的負載率將達到約50%,對于12脈沖UPS其相應的效率也提高到90%左右(IGBT整流UPS此時的效率將高達95%),減少了能源的損耗。

      三、數據中心UPS工作模式與運營成本分析

      通常數據中心的負載都是分步增長的,初期機房很空、負載很輕,這時所有的模塊化UPS都開動起來本身就是一個很大的能源浪費;另外就UPS的效率曲線而言,其效率與負載率成正比變化關系,負載率越低效率也越低。UPS逐臺投入,后面就需要根據負載變化,在線擴容并機。在正常工作中,并機系統中多臺UPS分別承當負載電流,其可靠性比承當所有負載電流的單機系統高。

      IT設備初期低負荷情況下,兩組模塊化UPS電源設備及IT設備用電量為666.67KW,每年運營電費為467.20萬元。與4臺UPS并機模式比較,每年節約電費為494.68-467.20=27.48萬元。IT設備滿負荷情況下,兩組模塊化UPS設備及IT設備用電量為1333.33KW,每年運營電費為934.40萬元。

      由此可見,低負載情況下模塊化UPS設備的效率將會產生能源損耗,因此需要依據實際負荷水平進行優化工作模式。模塊化UPS電源的負荷水平盡量隨時保持在較高的水平,以達到提升UPS系統的運行效率并降低損耗的目的。

      模塊化UPS電源與常規UPS的區別:

      安裝簡單,擴容方便,節約投資

      機架式模塊化UPS使供電系統能隨需應變,讓容量隨著業務的發展而實現“動態成長”。既滿足了后期業務的擴展需求,又降低了用戶的初期購置成本。

      并聯冗余,運行穩定,可靠性高

      在機架式模塊化UPS中,功率模塊部分是并聯冗余的,每個模塊都配有輸入、輸出保險和輸入、輸出繼電器,任一個模塊發生故障,不影響整個系統工作。

      在傳統UPS產品中,用戶保障安全一般采用的是“1+1”或“N+1”并聯冗余方式,只能容錯一次。在機架式模塊化UPS系統中,用戶只需要購買相應的功率模塊,即可實現“N+X”的故障冗余?!澳K化冗余并聯結構”比傳統UPS更為可靠。

      維修方便,在線處置,可用性高

      傳統UPS需要專業技術人員到現場維修,模塊化UPS電源所有模塊都允許熱插拔,用戶可以介入維護,直接在線更換UPS備用模塊。

      現在很多這些UPS都需要更新換代,這意味著數據中心運營商已經準備好利用模塊化UPS所提供的優勢。這些UPS產品具有多項可提高效率的功能:模塊化系統本身意味著多個機架安裝式設備可以并行工作,而不是一個獨立塔式設備,可以配合數據中心的電源需求。模塊化UPS不必配置變壓器,可提高5%左右的效率。

      其關鍵點在于模塊化UPS有效地適應負載量。在低至25%的負載情況下,它們能夠以高達96%的效率運行。這意味著它們在數據中心通常運行的負載下效率更高這對于傳統UPS來說是不可能的。

      模塊化UPS電源系統在近幾年已經取得了長足的進步,而模塊化UPS的興起對于提高數據中心效率具有重要意義,模塊化UPS如今已經成為很多數據中心建設上的標準。

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