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UPS供电系统的“系统级”休眠技术
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武汉中电通

时间 : 2020-06-19 15:52 浏览量 : 2


       现代T4级数据中心机房的UPS供电系统通常采用多套2 ( N+1 )或2N双总线结构配置来来保证供电的可靠性,如图3-25所示。

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       就绝大多数的数据中心机房的UPS供电系统而言,不管实际营运的负载有多大,这一系统中的全部UPS均投入运行。而通常数据中心的负载是分步增长的,初期机房很空、负载很轻,这时所有的UPS都运行本身就是一个很大的能源浪费;


       另外,就UPS的效率曲线而言,效率与负载率成正比变化关系,负载率越低效率也越低。假设每套并机初期的负载总量仅为一台的容量,那么四台并机工作时每台UPS的负载率为25% ,以500kV.A的12脉冲UPS为例,在这一负载率下的效率仅为85%以下,这意味着约有2x 15% x 500kV :Ax0.9= 135kW的电被白白浪费掉了。更为致命的是,对于多台并机系统而言,如此低的负载率很容易引起并机系统振荡,导致UPS故障和系统停机事故。


       因此,为了提高可靠性和减少大量能源在低负载下的白白浪费,数据中心机房UPS供电系统采用绿色休眠节能技术是非常必要的。这一技术能在负载较低的情况下,自动根据当前总负载的大小,决定投入运行UPS的台数,在保证应有的N+1冗余供电情况下,退出多余的UPS并使其进入休眠状态,以达到安全运行与节能的目的。


       针对前述的负载,具有绿色休眠技术构成的每套UPS并机系统将仅有两台UPS投入工作保证系统的1+1 ,其余UPS处于休眠状态基本不消耗电能,这样每台工作UPS的负载率将达到约50% ,对于12脉冲UPS其相应的效率也提高到90%左右( IGBT整流UPS此时的效率将高达95% ) , 减少了能源的损耗。


       随着机房负载的增加或减少,机房管理者可以根据负载量变化的多级”容滞回线”预先设定UPS的投入与退出点,自动地“唤醒或休眠”UPS ,如图3-26所示。"容滞回线” 的设定,可以有效防止在负载升级转换点,某台UPS频繁地投入或退出,保证系统运行的稳定性;对于负载波动幅度较大的区域,△P值应取得稍大,通常这一值可取10% ~ 15%的单机额定容量。

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       绿色休眠技术的采用,不仅实现了节能增效的目的,也提高了整个数据中心机房UPS供电系统的运行可靠性。从运行的可靠性来看,休眠技术通过使多余的UPS休眠退出,减少了实时并机台数,即从设计的3+ 1变为了实际运行的1+ 1或2+1 ,使并机系统的连续运行稳定性得以成倍提高;休眠技术提高了带载率,减少了并机系统振荡的风险;此外,处于休眠状态的UPS与正常运行的UPS相比,其自身可靠性也得到明显的提高。


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