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祥华电力高级机电工程师讲述:如何快速提高UPS电源的工作效率

文章出处:www.cdbaykee.cn   信息来源:四川祥华电力官网   作者:UPS电源厂家   时间:2020年10月16日   浏览量:    【字体:

UPS电源作为保障电力供应的电能装置,在市电中断时,发挥着至关重要的作用;大型、高密数据中心的建设应运而生,而大型数据中心带来的耗电量也是巨大的。新一代节能模块化UPS电源作为其源动力,发挥着至关重要的作用。所以如何提高模块化UPS电源的工作效率,是降低数据中心运营成本的一个亟待解决的问题。

如何快速提高UPS电源工作效率

如何快速提高UPS电源工作效率

 

1、可靠性的需求

在选用UPS电源产品之时,客户的第一关注点必然是可靠性。对UPS电源来说,更高的效率意味着更低的发热量,根据数据显示,温度每上升10℃,电子产品的寿命减半,发热量的降低将对器件内部温度的降低起到重要贡献,从而提高器件本身的寿命。

当然,高效只是影响UPS电源内部温度的主要因素之一,还要综合考虑机器本身的散热设计。但是,效率越低往往意味着需要在成本、可靠性或工作温度等方面作牺牲,以保障内部温度在可接受的范围之内。

2、响应国家节能减排政策

2013年初,工信部联合五部委共同出台《关于数据中心建设布局的指导意见》[工信部联通(2013)13号],要求新建数据中心PUE值达到1.5以下,原有改造的数据中心PUE值下降到2以下;而UPS系统的损耗是数据中心能耗的主要组成部分,大约占到数据中心能耗的6%~10%,数据中心要做到较低PUE,必须选择运行效率更高的UPS电源,给出了不同类型UPS对PUE贡献的差异。

3、客户节约电费的需求

一般来说UPS电源效率每提高一个百分点可节约10%~20%的电能费用,可见高效UPS电源给企业带来的收益是很可观的。

4、负载率对效率的影响

负载率对UPS电源的效率影响很大。一般情况下,UPS电源的效率会随着负载率的提高而提高,并且会在负载率达到70%时达到效率最高点。得出以下结论:让UPS电源始终工作在效率最高负载区间,是提升UPS电源效率的可行手段。然而实际场景中,存在以下因素,使得UPS电源负载率无法工作在最佳负载区间,甚至存在负载率极低,导致UPS电源效率极低的情况。

提高UPS不间断电源可靠性解决方案

 

1、输出主从备份方式

输出主从备份方式

如上图所示,UPS或逆变器的输出同时送到冗余转换器,经冗余转换器再给负载供电;正常时冗余转换器让主输入的电源 如:UPS1,对负载供电,当主输入电源故障时冗余转换器快速将负载转移到备份输入的电源上,完成负载的冗余供电;在主输入电源维修完成再输入到冗余转换器后,冗余转换器又将负载重新转移回到由主输入电源供电的模式。任何的转换过程都是不间断的,可以保证负载设备的稳定安全运行。
 

2、冗余并联供电方式

冗余并联供电方式

如上图所示,UPS的输出同时送到并联配电柜上进行直接的并联,共同均分负载电流,不存在主从关系。当某台UPS出现故障时,该机将自动退出并联系统,负载电流100%由剩余的一台UPS供电,输出不间断;在故障机维修完成后,可以将修复的UPS电源单元在线并入,继续对负载进行冗余供电,完成并联系统的在线热维护。

提高UPS不间断电源电池工作效率的方法

 

1、超前规划

因为供配电系统不易改造,机房在规划时会考虑到未来3~5年的业务扩容,常常需要提前规划好扩容容量的供配电系统;

2、冗余配置

为保障可靠性,供配电系统需要冗余配置,常采用N+1配置,部分核心负载甚至采用2N或2(N+1)配置,保证供配电系统任何一条线路出现问题时都不会导致负载掉电。

3、降低器件损耗

UPS不间断电源所用的半导体器件主要为IGBT、二极管以及MOSFET。由于自身结构和工作特性不同,器件损耗构成各有不同。
 

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