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祥華電力高級機電工程師講述:如何快速提高UPS電源的工作效率

文章出處:www.xingyunlw.com   信息來源:四川祥華電力官網   作者:UPS電源廠家   時間:2020年10月16日   瀏覽量:    【字體:

UPS電源作為保障電力供應的電能裝置,在市電中斷時,發揮著至關重要的作用;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電源作為其源動力,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。

如何快速提高UPS電源工作效率

如何快速提高UPS電源工作效率

 

1、可靠性的需求

在選用UPS電源產品之時,客戶的第一關注點必然是可靠性。對UPS電源來說,更高的效率意味著更低的發熱量,根據數據顯示,溫度每上升10℃,電子產品的壽命減半,發熱量的降低將對器件內部溫度的降低起到重要貢獻,從而提高器件本身的壽命。

當然,高效只是影響UPS電源內部溫度的主要因素之一,還要綜合考慮機器本身的散熱設計。但是,效率越低往往意味著需要在成本、可靠性或工作溫度等方面作犧牲,以保障內部溫度在可接受的范圍之內。

2、響應國家節能減排政策

2013年初,工信部聯合五部委共同出臺《關于數據中心建設布局的指導意見》[工信部聯通(2013)13號],要求新建數據中心PUE值達到1.5以下,原有改造的數據中心PUE值下降到2以下;而UPS系統的損耗是數據中心能耗的主要組成部分,大約占到數據中心能耗的6%~10%,數據中心要做到較低PUE,必須選擇運行效率更高的UPS電源,給出了不同類型UPS對PUE貢獻的差異。

3、客戶節約電費的需求

一般來說UPS電源效率每提高一個百分點可節約10%~20%的電能費用,可見高效UPS電源給企業帶來的收益是很可觀的。

4、負載率對效率的影響

負載率對UPS電源的效率影響很大。一般情況下,UPS電源的效率會隨著負載率的提高而提高,并且會在負載率達到70%時達到效率最高點。得出以下結論:讓UPS電源始終工作在效率最高負載區間,是提升UPS電源效率的可行手段。然而實際場景中,存在以下因素,使得UPS電源負載率無法工作在最佳負載區間,甚至存在負載率極低,導致UPS電源效率極低的情況。

提高UPS不間斷電源可靠性解決方案

 

1、輸出主從備份方式

輸出主從備份方式

如上圖所示,UPS或逆變器的輸出同時送到冗余轉換器,經冗余轉換器再給負載供電;正常時冗余轉換器讓主輸入的電源 如:UPS1,對負載供電,當主輸入電源故障時冗余轉換器快速將負載轉移到備份輸入的電源上,完成負載的冗余供電;在主輸入電源維修完成再輸入到冗余轉換器后,冗余轉換器又將負載重新轉移回到由主輸入電源供電的模式。任何的轉換過程都是不間斷的,可以保證負載設備的穩定安全運行。
 

2、冗余并聯供電方式

冗余并聯供電方式

如上圖所示,UPS的輸出同時送到并聯配電柜上進行直接的并聯,共同均分負載電流,不存在主從關系。當某臺UPS出現故障時,該機將自動退出并聯系統,負載電流100%由剩余的一臺UPS供電,輸出不間斷;在故障機維修完成后,可以將修復的UPS電源單元在線并入,繼續對負載進行冗余供電,完成并聯系統的在線熱維護。

提高UPS不間斷電源電池工作效率的方法

 

1、超前規劃

因為供配電系統不易改造,機房在規劃時會考慮到未來3~5年的業務擴容,常常需要提前規劃好擴容容量的供配電系統;

2、冗余配置

為保障可靠性,供配電系統需要冗余配置,常采用N+1配置,部分核心負載甚至采用2N或2(N+1)配置,保證供配電系統任何一條線路出現問題時都不會導致負載掉電。

3、降低器件損耗

UPS不間斷電源所用的半導體器件主要為IGBT、二極管以及MOSFET。由于自身結構和工作特性不同,器件損耗構成各有不同。
 

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