UPS技術新突破 輕松建構高效、可靠、可擴充的中大型資料中心

在雲計算、大資料等新技術和應用的推動下，資料中心大型化的趨勢非常明顯。不僅網際網路巨頭們的資料中心規模越來越大，一些雲服務提供商的資料中心的規模也迅速膨脹（出現了10萬+台伺服器以上的資料中心），相應地，市場對中大功率ups的需求也大增。

實際上，中大功率的需求不僅來自資料中心也來自工業應用領域。根據his的研究，預計到2019年500kva以上功率ups市場将以近2位數的速率增長，而中國市場對中大功率ups的需求更為強烈，2014年到2019年的年複合增長率将達到13.6%。面對這個高速增長的市場，相關ups廠商也都加緊了産品更新和更新力度，推出自己的産品。在這些産品面前，到底哪一個才是最适合自己的？選型過程中有哪些關鍵點需要重點考慮？

總體上，一個好的ups系統應該滿足：低前期投資、低營運費用以及低業務風險，在這一個總體目标之下，結合資料中心和ups行業的整體發展趨勢，專家建議，ups裝置選型時除了産品價格之外，需要特别考慮如下關鍵點：能效、可靠性和可擴充性。

　　高可靠降低業務風險

可靠是大中功率ups的一個基本要素。這是因為大中功率ups支撐的系統和業務多，其中不乏關鍵業務系統。比如，一些以雲服務為主要業務的資料中心，與客戶會簽訂有sla協定，一旦ups出現問題影響到it系統的運作，将會給公司帶來的非常大的影響，包括收入和公司聲譽。

ups的高可靠性首先來自零部件，一是零部件本身要高可靠，而是零部件需要有一定的“容錯”能力。比如，部件要耐高壓沖擊，以及在制冷系統出現故障室溫超過35-400c時仍然滿載持續運作而無需降容等。除了零部件外，如今的ups還會采用衆多技術來提高可靠性。比如，子產品化和備援設計就是目前常見的技術手段，這可以保證在系統出現故障時能自動切換，而且能把故障隔離并限制在單個子產品。

此外，近年來還有一些技術值得關注，比如施耐德電氣提出的4電平技術。與傳統的2傳統電平和3電平逆變器相比，4電平可以減少對ups中的關鍵控制部件igbt的承壓，進而大幅提高igbt的可靠性，而且4電平還能減少開關的損耗，除了提高效率之外，也可以提高開關的可靠性。

當然，高可靠與成本永遠是一對沖突體，對于廠商而言，如何平衡這兩者也是一個考驗，這既關乎廠商的技術水準也關乎廠商的市場政策。

高能效是長期投資

高能效意味着節能，無論是資料中心還是工業應用節能都非常關鍵。研究顯示，資料中心的電費占資料中心整體營運成本1/3以上，而降低資料中心的能耗需要多方共同努力，ups也是其中之一。實際上，在社會普遍重視節能環保的背景下，ups廠商無不想法設法提高産品能效，而能效也成為各ups比拼的最重要名額之一。

衆所周知，能效與ups的運作模式有關系，資料中心中ups一般運作在雙變換模式下，即裝置始終處于ups的保護之下，上面的資料也基本都是這種模式下的能效值。除了雙變換模式，今天不少廠商還在宣傳eco模式（習慣上也稱作“靜态旁路”），讓雙轉換式ups在eco模式下運作以提高其運作效率。

eco模式的确可以提高用電效率和節能。但是，這往往意味着用電裝置離開了ups的保護，實踐中真正敢使用這種技術的資料中心少至又少。施耐德電氣獨有的e變換模式，其結合了eco模式和雙變換模式，使得該模式效率高達98%以上，同時電能品質與雙變換模式幾乎一緻，能夠在高能效狀态下提供雙轉換模式所具有的保護特性。

高可擴充可提高靈活性，降低成本

今天的市場變化很快，企業要快速相應市場變化，這也就對底層的基礎設施提出了更高的要求，可擴充性就是為應對這種需求提出的。當然，可擴充性的另一個作用是能節省前期投資。比如，具有高可擴充能力的ups就支援“邊成長邊投資”，即未來可以随着業務增長不斷擴容，而不用一次性投資到位，這可以明顯降低初期投資。

作為一種有效提供ups可擴充性的方法，子產品化設計近年來大行其道。實際上，子產品化不止應用在ups，如今也已經廣泛應用到資料中心的各個方面，比如子產品化伺服器、子產品化資料中心等。

采用子產品化設計的ups在初始安裝後，可以通過增加功率櫃體擴容或提高備援度。每一個功率櫃體都能夠平均分擔負載，并且當發生故障時能夠與系統隔離，因而即使一個或多個功率櫃體故障後系統仍然能夠繼續正常運作，可以說好處非常明顯。過去子產品化主要用于中小功率的ups，如今這項技術也開始進入大功率ups中。

以上提及的可靠性、能效和可擴充隻是ups選型中要重點考慮的，除此之外，還有些方面也值得關注，比如ups的可管理性。一個好的ups能自動定期對電池進行自檢，提前對電池進行警告性故障分析，以便及時進行預防性維護；還能進行溫度補償電池充電，根據實際的電池溫度調整充電電壓延長電池壽命。這無疑會給裝置的後期管理和運維帶來很大友善。

最後，ups适用何種電池也值得一提。如今锂電池越來越流行，并已開始進入資料中心，未來很可能取代鉛酸蓄電池成為主流。因為相對于傳統鉛酸蓄電池，锂電池有着許多技術優勢。比如，锂電池更節省空間，自帶bms的锂電池更智能，可以自我監測、自我診斷，具有自我熔斷、自我隔離、過壓保護、防過充等很多保護性功能，在串并聯組合上也更為自由，可以更靈活地滿足各種供電需求。目前锂電池普及的主要障礙在成本，假以時日這有望通過技術和生産規模來解決。是以，新一代的ups必須支援锂電池供電。

綜上所述，在大中功率ups的選型是一個複雜而要特别謹慎的工作，需要系統而全面的規劃，需要進行多方面的平衡，特别是成本與功能的平衡。好在ups廠商也在緻力于提供更多、更好的ups裝置，來降低使用者選擇時的難度，就像近期施耐德電氣推出的中大功率高能效、高可靠、高可擴充性三相upsgalaxyvx一樣。這一款引入衆多新的技術，實作了成本與功能、初期投資與長期效率等多方面的平衡，并且相容4種前瞻儲能方式的創新産品，相信不僅是中大型資料中心的上佳之選，也必将推動ups行業整體技術水準的提升。

本文轉自d1net（轉載）