一般数据中心电力系统包括:外部电源、变压器、发电机、电机、交流不间断电源系统、直流不间断电源系统、照明系统以及输配电线路等。数据中心的增加,所有供电区域的功耗和能量损失都会增加。因此,电力系统各个环节都必须采取节能措施。
(1)外部电源输入、变压器、发电机和电机系统节能研究
(2)照明系统和输配电线路节能研究
(3)节能交直流不间断供电系统研究
1.传统交流不间断电源系统(塔式UPS电源)的应用现状
目前,数据中心的主要设备普遍需要交流供电。大多数情况下,采用的是传统的交流UPS供电方式,即即:UPS供电系统对交流电进行整流、转换,为主要数据设备提供不间断的220/380V交流供电。应用现状可概括如下:
(1)传统UPS电源系统多采用N+1配置,高层数据中心机房多采用2(N+1)配置。
(2)网上一些早期的UPS电源主机采用的是6脉波整流。近年来,他们基本上都推出了12脉冲整流。
(3)为了限制UPS电源系统产生的谐波,有些UPS电源系统配备了有源滤波器。
(4)电池后备时间大多配置为单机满载时30分钟,部分数据中心配置达到单机满载时1小时。
2.传统交流不间断电源系统存在的问题
针对数据中心能耗高的重大问题以及设备运行可靠性要求的不断提高,传统交流UPS供电方式存在以下不足:
(1)独立无论是N+1还是2(N+1)系统,UPS电源主机负载率较低系统配置容量大于际值,导致系统负载率较低,无法在最佳效率点附近运行,导致系统损耗较大。据研究,很多大型数据中心机房的UPS电源系统单机利用率一般在10%~30%之间,大多数情况下数据中的UPS电源单机利用率只有20%左右。中心机房的利用率更低,单机利用率更低。很大一部分利用率低于10%。
(2)网络中仍存在6脉波整流UPS电源,未采取适当的谐波治理措施,导致系统附加功率损耗较大。虽然有些UPS电源系统配备了谐波滤波器进行谐波治理,但没有对治理后的实际运行情况进行相应跟踪,治理效果无法保证。
(3)交流UPS电源系统的备用电池必须从UPS电源逆变后才能向负载供电。即使UPS电源本身出现故障,负载仍然会断电。
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