施耐德UPS節能方法

1、按需擴容的柔性規劃

　　一般數據中心的建造都不是一步到位,會考慮今后未來幾年的擴容,在設計時UPS容量一般都考慮容量比較大些,一次就安裝了幾套大功率的UPS并機，初期負載量只有規劃容量的10%——20%，使UPS的運用率很低，形成電能的浪費。如何避免這種狀況的發生，從UPS供電體系視點考慮,應該包含:

施耐德UPS節能方法

　?。?）供電計劃設計

　　現在UPS供電計劃首要有渙散供電、會集供電兩種。渙散供電是一臺UPS為一臺或多臺設備供電。渙散供電的長處是渙散危險,不會由于一臺UPS反常形成大部分設備停電;缺陷是UPS渙散安置,不便利辦理,并且布線不容易規劃。另一種是選用會集供電,由一套大功率的UPS直接對數據中心的一切負載供電。會集供電的長處是便于規劃、辦理便利、保護便利;缺陷是假如UPS體系反常,容易引起數據中心大面積停電事端,此缺陷能夠經過選用并聯構架來避免。因而,以上兩種計劃各有優缺陷,現在的數據中心一般都選用會集供電計劃。由于UPS并機數量有限制,并且當UPS體系并機數量超越4臺時,其可靠性并不比單機供電體系高多少。當機房UPS裝機總容量超越必定極限時,主張將機房按幾期規劃分成幾個區域進行供電。規劃時能夠參閱:單機容量不宜超越400kVA,并機數量不宜超越3臺。

　?。?）施耐德UPS在線并機擴容功用

　　數據中心的UPS容量的規劃，能夠根據不一起期的負載容量要求,選用逐漸擴容的計劃,使出資計劃更經濟，一起也能使UPS作業處于較佳的功率點?，F在中、大功率段的UPS均已經具有冗余并機功用，不只進步了體系的可靠性，一起也為機房擴容供給了條件。只要規劃時在UPS前后配電箱預留足量的空氣開關，并在機房規劃相應空間，即可完成UPS并機擴容功用。關鍵是并機的進程處理，多種品牌UPS并機時需要對UPS的設置進行修正，此刻要求UPS有必要作業在修理旁路狀況，UPS由市電直接帶載，假如此刻市電動搖較大乃至停電，將形成體系的大面積癱瘓。所以并機擴容有必要具有在線并機功用，即UPS并機擴容時，只需將新增UPS軟件修正至與原UPS體系共同后，在不關閉原有UPS體系的狀況下，直接將新增UPS并入原有體系即可，擴容前后，UPS均作業于在線形式下，避免切換至旁路供電的高危險操作。

　?。?）選用模塊化UPS，完成逐漸擴容

　　現在,模塊化UPS已經開端在國內應用,模塊化UPS特點首要包含:可擴容、平均毛病修正時刻(MTTR)短、可經濟完成“N+X”冗余并機。

　　2、進步UPS本身能效,優化負載功率曲線

　　現在UPS均為在線式雙改換構架，在其作業時整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個容量為400kVA的UPS為例，每度電按0.95元核算，UPS功率每進步1%，一年節省的電費為400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元?？梢娺M步UPS的作業功率，能夠為數據中心節省一大筆電費，可見進步UPS功率是下降整個機房能耗的直接辦法。因而收購UPS，盡量收購功率更高的UPS。

　　當然UPS功率高不只僅是滿載時功率高,一起也有必要具有一個較高的功率曲線,特別是在“1+1”并機體系時,根據體系規劃,每臺UPS容量不得大于50%,假如此次功率僅為90%以下,就算滿載功率到達95%以上,也是沒有意義的,所以要求UPS有必要采納辦法優化功率曲線,使UPS功率在較低負載時也能到達較高的功率。

　　UPS功率與輸出功率關系曲線圖

　　除了進步UPS本身的功率之外，UPS上面的一些功用也可加以運用。比方像ECO經濟運行形式。其原理是在較好的市電環境時，激活此功用，使UPS由靜態旁路直接供電，此刻逆變器處于待機狀況，正常作業，但不輸出能，一旦市電反常，UPS立即切換到逆變器供電狀況，切換時刻一般在1ms以內，詳細見圖2所示，藍色為輸入電波形，黃色為輸出電壓波形。由于此刻的逆變器處于待機狀況，所以本身損耗很小，此刻UPS的整機功率能夠到達97%以上，比正常形式節省3%以上的功率。

　　ECO形式轉正常供電形式波形圖

　　運用ECO形式有必要具有以下條件:

　　(1)靜態旁路有必要選用兩組高可靠晶閘管，不得選用接觸器加晶閘管的組合，由于接觸器吸合時，接觸點會打火，一般作業數百次之后就不能正常作業了。而晶閘管則不存在此問題，一起能夠縮短切換時刻。

　　(2)主張運用在較好的電力環境下，比方一級供電單位等。

　　3、下降輸入電流諧波，進步功率因數

　　諧波發生的根本原因是由于電力線路呈現必定阻抗，等效為電阻、電感和電容構成的無源網絡，由于非線性負載發生的非正弦電流，形成電路中電流和電壓畸變，稱為諧波。諧波的危害包含:引起電氣組件附加損耗和發熱(如電容、變壓器、電機等);電氣組件溫升高、功率低、加快絕緣老化、下降運用壽命;*設備正常作業;無功功率添加，電力設備有功容量下降(如變壓器、電纜、配電設備);供電功率低;呈現諧振，特別是柴油發電機發電時更嚴峻;空開跳閘、熔絲熔斷、設備無故損壞。UPS對于電網而言是一個非線性負載，在作業的時分會發生大量的諧波。以裝備6脈沖整流器的UPS為例，其輸入功率因數一般為0.75左右，諧波大于30%。下降UPS作業諧波的首要辦法有:

　　(1)選用12脈沖整流器。其原理是在原有6脈沖整流器基礎上，在輸入側添加一個移相變壓器和6脈沖整流器。選用該技能計劃后，能夠將諧波下降至10%左右。長處是較為簡略，諧波改進明顯;缺陷是對功率因數改進有限，價格略高。

　　(2)選用無源濾波器。根據LC濾波電路原理，對UPS發生的諧波進行濾除，并對功率因數進行補償。長處是技能簡略，本錢較低;缺陷是只能補償特點階次的諧波，一起受負載阻抗影響較大，無法適用于全功率段。

　　(3)選用有源濾波器。原理是運用可控的功率半導體器材向電網注入與諧波源電流幅值持平、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，到達實時補償諧波電流的意圖。長處是能夠補償多個階次的諧波，且不受負載阻抗巨細的影響;缺陷是購置本錢較高。

　　(4)選用高頻IGBT整流及PFC功率因數校正電路設計整流器。原理是選用高頻率PWM操控IGBT導通，對輸入電壓波形進行分割，使輸入電流波形盡量接近正弦波，并對輸入電壓和電流相位差進行補償。長處是體積輕，價格便宜，作用好;缺陷是技能結構復雜，不易保護，受功率器材影響，現在容量巨細受到限制。

　　4、電池辦理及配電辦理技能

　　UPS都配備了電池組，用戶在電池組上的出資往往占整個UPS供電體系出資的很大一部分，乃至超越UPS本身的出資，而電池的運用年限明顯低于UPS設備。由于電池首要資料是重金屬鉛、硫酸和不易分解的塑料，都會對環境形成嚴峻的污染。因而削減電池運用數量，延伸電池循環運用壽命，不只節省直接和間接的電池出資，并且還削減整個對環境的污染。所以UPS能夠經過以下幾個技能完成電池的節能。

　　(1)并機共用電池組功用。共用電池組原理是經過特別的整流器操控及毛病隔離技能，使并機體系中的兩臺或多臺UPS的整流同步、母線均流，使體系中的各臺UPS母線直接并聯，然后將滿意體系后備時刻要求的電池并聯后接入并聯母線體系中，完成電池的同享，削減電池出資。以“1+1”為例，傳統的UPS計劃，體系后備一小時，考慮其中一臺UPS毛病時，UPS2的電池不能為UPS1運用，所以UPS1和UPS2有必要各裝備一套一小時的電池組，才干保障體系在斷電后還能備用一小時。選用共用電池組計劃后，由于UPS1毛病后，體系中的電池仍能為UPS2供給能量，所以整個體系僅需裝備1套1小時電池即可。不只節省了電池直接出資，一起也節省機房在空間、承重及空調等方面的出資，也下降了對環境的污染?；蜓b備少許電池，增配發電機組。

　　(2)智能電池辦理技能。影響電池壽命的要素有許多，首要包含溫度、充電、放電、循環次數等。假如能夠對上述幾個要素進行綜合處理，能夠大大延伸電池的運用壽命，延伸電池更換周期，節省電池出資。UPS的智能電池辦理技能首要包含:電池均浮充辦理(均浮充操控)、充電溫度補償、智能放電終止電壓操控，除此之外還應具有電池定時自動檢測和電池漏液檢測功用。另外還能夠挑選輸入電壓范圍較寬的UPS，削減電池放電次數。經過上述幾種技能，可大起伏延伸電池壽命2——3年。

　　(3)智能UPS配電辦理技能。原理是經過偵測UPS電池電壓或者辦理設備供電時刻，完成對機房中不同等級負載的多次下電保護功用，削減電池出資、進步電池運用率。智能UPS配電辦理技能首要有兩種計劃:包含軟件完成方法及硬件完成方法。

　　5、選用新式的節能的UPS電源：運用燃料電池的UPS。

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