數(shù)據(jù)中心的電能主要被兩類設(shè)備所消耗：IT設(shè)備和機(jī)房設(shè)備。IT設(shè)備主要包括服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備;機(jī)房設(shè)備包括UPS、配電設(shè)備、線纜、空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等。從目前國(guó)內(nèi)外的調(diào)查數(shù)據(jù)看，絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心中，機(jī)房設(shè)備的耗電要比IT設(shè)備的耗電高。在一個(gè)典型的數(shù)據(jù)中心中，空調(diào)系統(tǒng)(包括冷水機(jī)、加濕器和機(jī)房空調(diào))消耗了45%的電能，IT得到的電能僅占30%，UPS供配電系統(tǒng)消耗了23%的電能，照明系統(tǒng)及其它消耗了2%的電能。
針對(duì)UPS供配電系統(tǒng)消耗的電能，臺(tái)達(dá)提供了如下的解決方案。
1.采用低負(fù)載率下的高效率、低諧波海福HIFT系列UPS
1)產(chǎn)品概況
由于臺(tái)達(dá)海福HIFT系列UPS采用模組化的架構(gòu)設(shè)計(jì)，在運(yùn)行時(shí)，每一個(gè)模組平均分配所有負(fù)載，當(dāng)其中有一個(gè)模組發(fā)生故障，其他模組可再次均分該故障模組的負(fù)載，而故障模組可在不中斷系統(tǒng)的情況下在線“熱”更換，隨后重新投入使用。在整個(gè)故障修復(fù)的過(guò)程中，系統(tǒng)供電完全沒(méi)有中斷，并且修復(fù)時(shí)間相比傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)大幅縮短，真正實(shí)現(xiàn)了故障修復(fù)時(shí)間為零。一個(gè)系統(tǒng)由多個(gè)模組組成，單個(gè)模組的功率較小，因此可以構(gòu)成N+X系統(tǒng)配置方案。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，各模組也是均分負(fù)載容量，并且當(dāng)實(shí)際配置負(fù)載容量較小的時(shí)候，冗余的X數(shù)量還會(huì)增加，可用性也會(huì)大幅增加。海福HIFT系列UPS由于模塊和系統(tǒng)可冗余、可實(shí)現(xiàn)在線熱插拔、插拔模塊有“防呆”設(shè)計(jì)等功能，完全可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容。單機(jī)容量可以從20KVA擴(kuò)充到120KVA，可4臺(tái)單機(jī)并聯(lián)，最大可擴(kuò)充到480KVA，實(shí)現(xiàn)了從20KVA到480KVA的全功率段的容量配置。當(dāng)負(fù)載降至27%時(shí)臺(tái)達(dá)HIFI UPS還可以保持大于94%的整機(jī)效率，其自身節(jié)省的能耗以及節(jié)省的空調(diào)電費(fèi)是一個(gè)非?？捎^的數(shù)字。智能風(fēng)扇調(diào)速功能、風(fēng)扇停轉(zhuǎn)告警功能、體積小、重量輕、高功因、低諧波等等。
2)海福HIFT高智能容錯(cuò)UPS系統(tǒng)綠色節(jié)能
綠色就是無(wú)污染，模塊化結(jié)構(gòu)可以降低這污染。臺(tái)達(dá)海福HIFT系列UPS為高頻機(jī)，工作頻率都在20kHz以上，這超出了人的聽(tīng)覺(jué)范圍，所以這時(shí)UPS不會(huì)像工頻機(jī)那樣，變壓器和電抗器都發(fā)出令人心煩意亂的噪音，影響工作情緒。臺(tái)達(dá)海福HIFT系列UPS高頻化模塊的輸入功率因數(shù)都在0.99以上，這對(duì)電網(wǎng)而言幾乎是線性負(fù)載，基本不破壞市電電網(wǎng)電壓的正弦波形，諧波含量小于5%。因此，電網(wǎng)中由模塊化UPS引起的高次諧波干擾幾乎不用考慮。
同時(shí)，臺(tái)達(dá)海福HIFT系列UPS全負(fù)載段高效。一般UPS廠商在標(biāo)示UPS效率時(shí)多標(biāo)示92%，是載量用到100%下的效率。只有當(dāng)負(fù)載比較低時(shí)依然能夠保持高效的UPS才是真正高效的UPS，因?yàn)閁PS的負(fù)載量一般會(huì)在60-80%，冗余越多，負(fù)載量會(huì)越低。臺(tái)達(dá)海福HIFT系列UPS當(dāng)負(fù)載降至27%時(shí)還可以保持效率大于94%，其自身節(jié)省的能耗以及節(jié)省的空調(diào)電費(fèi)是一個(gè)非?？捎^的數(shù)字，而且高效率意味著更低的故障率和更長(zhǎng)的使用壽命。
最后，由于臺(tái)達(dá)海福HIFT系列UPS采用模組化的架構(gòu)設(shè)計(jì)，客戶可根據(jù)負(fù)載的實(shí)際需要進(jìn)行配置UPS模塊，減少了不需要UPS的容量，與傳統(tǒng)的UPS方案比較大大提高設(shè)備利用率，同提高UPS系統(tǒng)的效率。
3)采用臺(tái)達(dá)海福HIFT高智能容錯(cuò)UPS系統(tǒng)PUE的貢獻(xiàn)
供電系統(tǒng)在PUE指標(biāo)中占0.15--0.2左右(供電系統(tǒng)效率在80-85%左右);提高允許電源基礎(chǔ)設(shè)施隨著負(fù)載的增加而增加的適應(yīng)性、模塊化架構(gòu)，以減少數(shù)據(jù)中心的過(guò)度規(guī)劃，降低損耗的潛力：30-40%。(例如效率從88-92%)對(duì)PUE 的貢獻(xiàn)是-(0.03-0.04);降低系統(tǒng)電流諧波，可降低上游設(shè)備的容量，有利于降低諧波損耗和設(shè)備空載損耗，對(duì)PUE 的貢獻(xiàn)是-(0.01-0.02);采用高效UPS設(shè)備(例如無(wú)輸出變壓器高頻機(jī))可提高效率，對(duì)PUE 的貢獻(xiàn)是-(0.02-0.03)，降低輸入諧波且不需要增加濾波器對(duì)PUE 的貢獻(xiàn)是-(0.01-0.02);采用HIFT高智能容錯(cuò)UPS系統(tǒng)PUE的貢獻(xiàn)-0.05左右。
2. 采用高性能數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心直流UPS 供電技術(shù)
傳統(tǒng)的UPS供電系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題是如何有效地提高系統(tǒng)可靠性?？煽啃圆桓呤莻鹘y(tǒng)的UPS設(shè)計(jì)理念造成的，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的結(jié)癥又可歸結(jié)為備用能源配置方法問(wèn)題。備用能源(電池)要經(jīng)過(guò)UPS設(shè)備中最薄弱環(huán)節(jié)—逆變器才能向負(fù)載供電，這是造成UPS系統(tǒng)必須兩次變換能源、系統(tǒng)中存在著負(fù)載和UPS本身兩個(gè)諧波源、系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜和結(jié)構(gòu)臃腫、成本不斷攀升、效率低下、可靠性難以有效提高的根本原因。
臺(tái)達(dá)高性能數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)(HD-1)系列直流UPS系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)做了重大變革，改變了備用能源配置方法，由備用能源(電池)直接用直流電壓對(duì)負(fù)載供電，以上問(wèn)題就迎刃而解，使UPS 系統(tǒng)的可靠性、建造成本、能源利用率、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化等方面，都會(huì)產(chǎn)生革命性的變化。
1) HD-1數(shù)據(jù)中心直流UPS集成化
HD-1數(shù)據(jù)中心直流UPS系統(tǒng)是高度集成化的系統(tǒng)，包括輸入交流切換、輸入交流配電、系統(tǒng)AC/DC摸快、輸出直流配電、機(jī)架PDU配電、系統(tǒng)管理等必要的環(huán)節(jié)和功能。
2) HD-1數(shù)據(jù)中心直流UPS模塊化
— 高度模塊化設(shè)計(jì);
— 監(jiān)控、功率模塊、智能配電控制板等，都具有模塊熱插拔功能;
— 重要部件冗余配置;
— 設(shè)備容量利用率高，效率高;
— 邊成長(zhǎng)邊投資
3) HD-1數(shù)據(jù)中心直流UPS電池容量利用率100%
傳統(tǒng)UPS經(jīng)過(guò)逆變器輸出;直流UPS電池組直接給IT設(shè)備供電，電池容量利用率100%。
4)系統(tǒng)效率提升，直流供電系統(tǒng)PUE貢獻(xiàn)
AC/DC模塊效率高達(dá)97.5%，模塊化系統(tǒng)提高了模塊容量利用率，保證AC/DC模塊高效運(yùn)行。供電系統(tǒng)PUE貢獻(xiàn)為- 0.1。
3. 總結(jié)
“綠色”作為節(jié)能環(huán)保的代名詞，如今已風(fēng)靡全球，隨著全球氣候日趨變暖和能源日趨緊張、能源成本不斷上漲，企業(yè)中的高能耗部門數(shù)據(jù)中心正面臨著降低能耗、提高資源利用率、節(jié)約成本的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，構(gòu)建節(jié)能型的數(shù)據(jù)中心受到越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心管理人員和IT廠商的關(guān)注，并成為未來(lái)數(shù)據(jù)中心的必然發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)據(jù)中心的節(jié)能可以從IT設(shè)備節(jié)能、軟件虛擬化節(jié)能和機(jī)房設(shè)施節(jié)能等三大方面來(lái)進(jìn)行。但由于前兩項(xiàng)都是建立在對(duì)服務(wù)器等核心IT設(shè)備的匹配研究基礎(chǔ)上得到的，而目前相關(guān)的技術(shù)并不成熟，使用的成本也過(guò)高。與其相比，從機(jī)房設(shè)施的節(jié)能入手更加經(jīng)濟(jì)和可靠。
（轉(zhuǎn)載）
