数据中心节能方案图

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一、机房电源数据中心UPS电源系统的节能研究

数据中心的供电系统由多个部件组成，包括外部电源输入、变压器、发电机、电机、交流不间断电源（AC-UPS）、直流不间断电源（DC-UPS）、照明系统以及输配电线路等。随着数据中心功率密度的增加，电力消耗增加，导致电力链路中的能量损失增加。因此，节能措施无处不在。

首先，研究对象集中在几个重点节能领域：

外部电源输入、变压器、发电机电机系统节能

照明系统、输配电线路节能

交直流不间断电源系统节能

对于传统的交流不间断供电系统，如今的数据中心主要依靠220/380V交流输入，通过UPS电源系统实现不间断供电。目前的情况如下：

大多数系统采用N+1或2（N+1）配置来保证冗余和可靠性。
早期的UPS主机采用6脉冲整流，但已逐渐转向12脉冲技术以减少谐波影响。
配置有源滤波器，控制谐波，保证电能质量。
备用电池通常配置为单机满负载运行30分钟，有的已升级至1小时。

然而，传统的交流UPS系统面临着一些挑战：

虽然冗余并联技术提供了冗余，但负载速度如果低时，系统无法达到最佳效率，导致能耗较高。据统计，大型数据中心单台UPS电源的负载率一般为10%~30%，有的甚至更低。
一些系统仍然存在由6脉冲整流造成的谐波问题，该整流会消耗额外的功率。
交流UPS的后备电池在UPS发生故障时仍能中断对负载的供电。