数据中心供电系统的节能措施.PDF

数据中心供电系统的节能措施 “绿色数据中心”概念在全球节能环保的大趋势下，在各大IT厂商的推动下，近两年 来逐渐从 “起点”上升到 “沸点”：无论是从芯片级入手提升服务器性能，还是改进基础软 件架构效率，或者是改善机房基础设施环境，各大厂商纷纷提出各自的解决方案。台达作为 数据中心基础设施解决方案的领导者，也为打造绿色数据中心提出了相应的解决方案。 数据中心的电能主要被两类设备所消耗：IT设备和机房设备。IT设备主要包括服务器、 存储设备和网络设备;机房设备包括UPS、配电设备、线缆、空调设备、照明设备、监控设 备等。从目前国内外的调查数据看，绝大多数数据中心中，机房设备的耗电要比IT设备的 耗电高。在一个典型的数据中心中，空调系统(包括冷水机、加湿器和机房空调)消耗了45% 的电能，IT得到的电能仅占30%，UPS供配电系统消耗了23%的电能，照明系统及其它消 耗了2%的电能。 针对UPS供配电系统消耗的电能，台达提供了如下的解决方案。 1.采用低负载率下的高效率、低谐波海福HIFT系列UPS 1)产品概况 由于台达海福HIFT系列UPS采用模组化的架构设计，在运行时，每一个模组平均分 配所有负载，当其中有一个模组发生故障，其他模组可再次均分该故障模组的负载，而故障 模组可在不中断系统的情况下在线“热”更换，随后重新投入使用。在整个故障修复的过程 中，系统供电完全没有中断，并且修复时间相比传统的UPS系统大幅缩短，真正实现了故 障修复时间为零。一个系统由多个模组组成，单个模组的功率较小，因此可以构成N+X 系 统配置方案。在系统运行时，各模组也是均分负载容量，并且当实际配置负载容量较小的时 候，冗余的X数量还会增加，可用性也会大幅增加。海福HIFT系列UPS 由于模块和系统 可冗余、可实现在线热插拔、插拔模块有 “防呆”设计等功能，完全可以实现动态扩容。单 机容量可以从20KVA扩充到 120KVA，可4 台单机并联，最大可扩充到480KVA，实现了 从20KVA到480KVA 的全功率段的容量配置。当负载降至27%时台达HIFIUPS还可以保 持大于94%的整机效率，其自身节省的能耗以及节省的空调电费是一个非常可观的数字。 智能风扇调速功能、风扇停转告警功能、体积小、重量轻、高功因、低谐波等等。 2)海福HIFT高智能容错UPS系统绿色节能 绿色就是无污染，模块化结构可以降低这污染。台达海福HIFT系列UPS为高频机， 工作频率都在20kHz 以上，这超出了人的听觉范围，所以这时UPS不会像工频机那样，变 压器和电抗器都发出令人心烦意乱的噪音，影响工作情绪。台达海福HIFT系列UPS 高频 化模块的输入功率因数都在0.99 以上，这对电网而言几乎是线性负载，基本不破坏市电电 网电压的正弦波形，谐波含量小于5%。因此，电网中由模块化UPS 引起的高次谐波干扰几 乎不用考虑。 同时，台达海福HIFT系列UPS全负载段高效。一般UPS厂商在标示UPS效率时多标 示92%，是载量用到100%下的效率。只有当负载比较低时依然能够保持高效的UPS才是真 正高效的UPS，因为UPS 的负载量一般会在60-80%，冗余越多，负载量会越低。台达海福 HIFT系列UPS 当负载降至27%时还可以保持效率大于94%，其自身节省的能耗以及节省的 空调电费是一个非常可观的数字，而且高效率意味着更低的故障率和更长的使用寿命。 最后，由于台达海福HIFT系列UPS采用模组化的架构设计，客户可根据负载的实际 需要进行配置UPS模块，减少了不需要UPS 的容量，与传统的UPS方案比较大大提高设备 利用率，同提高UPS系统的效率。 3)采用台达海福HIFT高智能容错UPS系统PU 的贡献 供电系统在PU 指标中占0.15--0.2左右(供电系统效率在80-85%左右);提高允许电源基 础设施随着负载的增加而增加的适应性、模块化架构，以减少数据中心的过度规划，降低损 耗的潜力：30-40%。(例如效率从88-92%)对PU 的贡献是-(0.03-0.04);降低系统电流谐波， 可降低上游设备的容量，有利于降低谐波损耗和设备空载损耗，对PU 的贡献是-(0.01-0.02); 采用高效UPS设备(例如无输出变压器高频机)可提高效率，对PU 的贡献是-(0.02-0.03)， 降低输入谐波且不需要增加滤波器对PU 的贡献是-(0.01-0.02);采用HIFT高智能容错UPS 系统PU 的贡献-0.05左右。 2.