UPS節能技術的應用

孫 雷

(黑龍江省經濟貿易信息中心，哈爾濱 150001)

UPS節能技術的應用

孫 雷

(黑龍江省經濟貿易信息中心，哈爾濱 150001)

隨著近年來國家大力倡導節能環保，節能意識不斷增強，機房能耗問題受到進一步的關注。如何降低機房的運營成本和電能消耗成為提高機房運行效率的關鍵指標。機房中的大部分設備由UPS供電，因此關注UPS高效率、低輻射、低污染綠色節能的新概念成為節能的新方向。

節能；UPS；機房；供電

0 引 言

互聯網經濟的快速發展給人們的生活和工作方式帶來了前所未有的變革，人們已經再也離不開互聯網了。網絡能夠高速發展的主要原因之一是近十年來國家及各行業對通信機房的大力建設。大到互聯網運營商，小到中小企業事業單位，通信機房如雨后春筍般地建設著。

隨著機房中服務器、網絡設備、存儲設備等對供電質量要求越來越高，UPS得到了廣泛應用，已經逐步發展成為高可靠、高性能、高度自動化的局部供電中心。在UPS得到廣泛應用的同時，機房供電系統節能方式的選擇問題也漸漸顯露出來。在環保意識日益強烈的今天，人們不斷開發新的環保技術替代原有技術，使UPS逐步成為真正的綠色電源。

1 UPS介紹

UPS是不間斷電源(Uninterruptible Power Supply)的英文縮寫，UPS有三大基本功能：穩壓、濾波、不間斷供電。在市電正常時起到穩壓和濾波的作用，保證設備正常工作，改善對負載的供電質量，同時對后備電池進行充電；在市電異常或停電時，通過后備電池組提供的直流電，在負載設備感覺不到斷電的情況下實現零時間切換，使負載設備不受外界干擾，保持平穩運行。

UPS主要由整流器、逆變器、靜態開關組成。有四種電路結構：后備式、在線式、在線互動式、在線補償式。

UPS選擇的基本依據：UPS一定要結合機房的實際情況來選購。首先是容量的選擇，UPS容量應該根據目前的負載量，再加上近期準備增加的負載量來計算，理想負載值為UPS最大負荷的60%，其次要選擇節能型UPS。目前UPS的發展趨勢是高頻化和模塊化，因為高頻化可以提高UPS的輕載效率和半載效率，模塊化可以使用戶邊成長邊投資，節約能源同時方便擴容。

2 UPS存在的問題

目前，機房中UPS電源主要存在兩方面問題：一是UPS電源無法靈活擴容，導致效率低下。傳統UPS自身是不可擴容的，電源擴展時，需要添置整套設備，使UPS工作時遠遠低于其滿負載容量，導致效率低下。目前，模塊化UPS已被認為是UPS的發展趨勢，它體積小、重量輕、功耗低、維護簡單、可靠性高，最主要的是它可以允許用戶按需調配UPS容量，將UPS的容量配置更合理，保持電源的高效率。二是UPS電源負荷較低，由于盲目擴大UPS電源規模導致運行低效。一般來說，UPS的效率和負載功率是成正比的， UPS的供電效率越高，能耗就越低。理論上，如果運行負載率大于60%，UPS電源的效率一般可達90%以上。在實際應用中，許多機房里的 UPS的運行負載率一般也就在20%～30%左右，UPS的供電效率只發揮到了50%～60%左右，從而導致電能的巨大浪費[1]。

3 UPS電源節能技術

3.1 安裝要合理

UPS安裝的位置很重量，我們應該把UPS安裝在便于維護操作的地方，如允許的話可以選在較低樓層，便于電池的搬運。要注意不能離水太近、遠離帶腐蝕性的溶劑。室溫環境要求足夠通風、涼爽并應在無塵條件下運行，推薦工作溫度保持在20～25 ℃之間。要注意的是UPS所在環境溫度大于25度時，每升高10 ℃，電池的壽命就要縮短二分之一。UPS電源不宜側放，應保持進風孔與出風孔通暢，嚴禁安裝在有金屬碎沫塵埃的環境里。

3.2 負載要求

一般不允許連接感性負載，如復印機、風扇、燈等，如要帶接應按5～8倍來計算。剩余負載能力應預留20%，不可滿載，也就是說運行負載率應在60%-80%之間，UPS電源的效率才可達90%以上從而使之高效運行。但在實際應用中，許多機房里的UPS運行負載率一般也就在20%～30%左右，UPS的供電效率只能發揮50%～60%左右，導致電能的嚴重浪費。負載與UPS電源連接時，須先關閉負載、再接線，然后逐個給負載加電。

3.3 充電的技巧

新購置UPS電源后，在投入使用之初應充電至少在12 h以上，保證電池電量充足。UPS如果長期閑置時，應每隔一個月左右時間重新開機使用，讓UPS電源處于逆變器狀態工作10幾分鐘，用于激活蓄電池。

3.4 避免過載使用UPS

在使用UPS的時候要避免負載的過大或過小，負載過大時會使UPS長期工作在超負荷狀態從而縮短UPS的使用壽命；如果負載過小，UPS的工作電路長期工作在不正常狀態，對于UPS是有一定危害的。合理的負載應該控制在50%到80%之間。實踐證明，UPS輸出負載控制在60%左右為最佳。

3.5 合理養護

UPS設備良好運行才能有效的節能，正確的維護保養才是其穩定工作的關鍵。實踐表明，經過合理保養的UPS設備，其性能和壽命均優于未經養護的同類產品。維護內容要按日、月、季三種時間有目的安排實施。其中，日維護內容有：UPS指示狀態、輸入輸出電壓、頻率、負載容量、UPS有無異響等；月維護內容有：測量輸入電壓、電流、頻率、旁路電壓、測量輸出電壓、電流、頻率，及浮充時電池電壓和風機運轉是否正常等；季維護內容有：接地情況、清潔、維護性放電20%左右，同時上述內容都應做工作日志記錄[2]。

3.6 應用智能電池管理技術

影響電池壽命的因素有很多，主要包括溫度、充電、放電、循環次數等。如果能夠對上述幾個因素進行合適的處理，可以大大延長電池的使用壽命，降低電池更換周期，節約電池投資。UPS的智能電池管理技術主要包括電池均浮充控制、充電溫度補償、智能放電截止電壓控制，除此之外還應具備電池定期自動檢測和電池漏液檢測功能。另外還可以選擇輸入電壓范圍較寬的UPS，減少電池放電次數。通過上述幾種技術，可大幅度延長電池壽命 2～3 年[3]。

3.7 應用網絡實時監控

目前人們應用網絡通訊技術進行UPS的監控管理得到長足的發展。通過UPS通訊模塊中的智能插卡和配套的電源監控軟件，UPS可直接成為計算機網絡中的一個節點，操作者可以象管理一臺PC機一樣遠程監控UPS的運行情況，從而實現顯示UPS工作參數，記錄查閱電源事件和電力數據，定時開關UPS等豐富的網絡智能化UPS管理功能。配合多種應用軟件，對應所支持的TCP/IP，SNMP，HTTP等協議，充分滿足用戶對UPS網絡化的需求，真正達到完善的電源管理模式[4]。通過網絡不光能監控UPS，同樣還可以監控機房空調，保證機房恒溫恒濕。

4 結束語

信息技術的快速發展推動了數據中心機房供電設備的進步，經過實驗我們認識到了節能技術方案的實施必需從上至下、從基礎設施到核心設備全方位抓起，做為高電壓供電系統的UPS 是整個交流供電環節的核心所在，做好UPS的節能工作不僅可以使機房耗電量大大節省，在后期維護費用方面也可以大幅降低運行成本。

[1] 尼米智.現代數據中心對UPS系統的要求探討[J].UPS應用,2014.

[2] 李 然.淺談計算機節能方法[J].應用能源技術,2007.

[3] 王力堅.UPS的安全與節能 [J].金融電子化,2007.

[4] 齊曙光.通信機房新型供電模式可靠性與節能性分析[J].現代電信技術,2012.

Application of UPS Energy Saving Technology

SUN Lei

(Heilongjiang Province Economic Trade Information Center, Harbin 150001, China)

With the country in recent years vigorously promote energy-saving environmental protection, energy-saving awareness is growing, the energy consumption problem has been paid more attention to the room. How to reduce the room operation cost and power consumption become the key indicators to improve the operational efficiency of the room. In the room most of the equipment supplied by UPS, advocating a new concept of UPS high efficiency, low emission, low pollution green energy become the new direction of energy conservation.

Energy saving; UPS; Server Room; Power supply

2014-12-21

2015-01-10

孫 雷(1972-)，男，學士學位，在單位從事系統集成、網絡管理、電子政務信息化建設工作。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.02.012

TP393.4

B

1009-3230(2015)02-0043-03