台达HIFT UPS打造高效节能型数据中心UPS供电系统

    前言：

    从刚刚结束的“2009中国绿色数据中心发展与实践高峰论坛”得到的数据显示，随着我国GDP的增长，能源消耗正在以每年10%的增长速度在向前发展。从全国范围来看，每年要有800亿千瓦时的政府能源消耗，其中50%是IT产品的能源消耗。据调查，IT产品能源消耗的增长速度是在以8%到10%的速度增长，耗电的总量达到了500亿千瓦时。而数据中心的能耗又在其中占40%。无论是出于节能减排还是提升自身效益，打造高效节能绿色为核心价值的下一代数据中心，已经成为IDC产业发展潮流。

    1．需求描述

    那么，建设绿色数据中心最大的挑战是什么呢？IDC公司一项针对CIO的调查显示，70%的被访者认为那就是电源和制冷问题。为确保供电系统的高可靠性，采用具有冗错技术的UPS供电系统，比如：并机冗余供电、双总线冗余供电等方案，其UPS系统实际运行的负载情况都是在30%左右，目前数据中心面临着低效率运行的问题。下列为传统UPS在不同负载百分比情况下的效率示意图。

    造成UPS低负载运行的原因：1、为将来扩展留有余量；2、传统的过度配置留有余量；3、为提高可靠性和可用性采取冗余设计留有余量。

    面临数据中心UPS电源系统运行现状，台达HIFT系列UPS秉承了台达“环保、节能、爱地球”的社会责任及设计理念，对台达HIFT UPS而言，不但拥有高可靠性和高可用性，而且，从保护环境的角度来说，实现节能降耗亦是它的最大亮点。接下来将对台达HIFT系列UPS在提升UPS效率及节能降耗方面的分析说明。

    2．绿色节能分析

    2.1 模块化设计,N+X冗余

    HIFT UPS采用模块化设计，单个模块均可在线插入和抽出，无须转旁路操作，大大提升了故障维护和未来扩容的方便性。可与数据中心IT负载合理匹配设计容量，有效的解决了因传统“为将来扩容留有余量”过大导致的UPS低负载运行情况下的低效率状态。

台达HIFT UPS主机

    「N+X冗余」通常指系统中N+X台UPS单机（或模块）并联运行，当最大X台UPS单机（或模块）发生故障时，系统仍然能够逆变输出正常运行。

    为了提高可靠性，传统UPS通常采用主从结构的1+1并联备份方案，虽然这在一定程度上提高了可靠性，但是它不便于离线维护、扩容，同时对设备的利用不充分、缺乏灵活性。更重要的，是此时系统的冗余度仅为1。而HIFT UPS的结构极具弹性，可实现N+1、N+2、N+3、N+4、N+5、或当并机时具有更高的N+X 冗余。同时，客户还可通过定购额外的模块，来增加HIFT的备用冗余能力。即，同样的功率配置，HIFT UPS拥有更高的冗余度；而同样的冗余度，HIFT UPS拥有更经济的配置方案。

    通常UPS带载不会超过70%，因此在实际应用中，N+X冗余有最高的系统可靠性。 

    冗余度越高，可靠性与可用性越高。

    2.2 随需扩容 

    快速变化的业务要求企业数据中心具备灵活性（Agility）。当更多的IT应用强调动态结构时，支撑这些应用的UPS供电系统是必须提前一步到位，还是可以根据需要灵活配置？

    传统UPS的客户，在规划时必须满足未来可预见的最大负荷功率要求。比如，现在负载总容量虽然只有20kVA，但因将来可能会增长到60kVA，客户在初始配置时通常都会直接采购功率为达到100kVA的UPS，以避免未来因升级困难而导致的可能容量不足。这种传统的设计导致UPS系统严重的容量冗余,使得UPS系统在低负载率、低效率的状态下运行。

    HIFT UPS因采用模块化结构，可以在20kVA到480kVA的宽广范围内，以20kVA为单位来随时随需在线扩容，客户不再需要仅是为未来的可能性而提前投入大笔费用。 

    HIFT UPS的这种灵活性，即允许配置容量最贴近实际需求容量的能力，不仅降低了UPS的初始购置成本，更减少了配套设备（如空调）的配置与能耗支出，有效防止了基础设施超前超大规模设计导致的不必要开支。

    2.3 高效节能 

    绿色节能不仅是企业对社会的责任，更与企业运营成本息息相关。

    通常带载越少，UPS效率越差。而HIFT UPS，即使带载只有额定容量的15%，整机效率亦超过90%；当带载达到27%时，效率就已高达94%。效率在百分比上的每一小步提升，能耗支出的节省将会降低一大步。

HIFT UPS AC-AC效率图

    如一台容量为100KW的UPS，如果提升整机效率达5%，则一年可以节省5万度电。按照工业用电1.5元/度计算，可以节省电费7.5万元。但我们不难发现，在某些地区，既使我们愿意多付出7.5万元，也会因为能源的供应不足，而无法保证系统的正常用电。这个时候，HIFT UPS在节能减排方面的特性，才尤为值得我们关注。

    3．总结 

    做好绿色数据中心建设不仅是企业的需要，也是国家节能减排工作的需要。“绿色、节能”不仅是企业对社会的责任，节能降耗更是恒久的主题。■