UPS节能技术的应用

孙 雷

(黑龙江省经济贸易信息中心，哈尔滨 150001)

UPS节能技术的应用

孙 雷

(黑龙江省经济贸易信息中心，哈尔滨 150001)

随着近年来国家大力倡导节能环保，节能意识不断增强，机房能耗问题受到进一步的关注。如何降低机房的运营成本和电能消耗成为提高机房运行效率的关键指标。机房中的大部分设备由UPS供电，因此关注UPS高效率、低辐射、低污染绿色节能的新概念成为节能的新方向。

节能；UPS；机房；供电

0 引 言

互联网经济的快速发展给人们的生活和工作方式带来了前所未有的变革，人们已经再也离不开互联网了。网络能够高速发展的主要原因之一是近十年来国家及各行业对通信机房的大力建设。大到互联网运营商，小到中小企业事业单位，通信机房如雨后春笋般地建设着。

随着机房中服务器、网络设备、存储设备等对供电质量要求越来越高，UPS得到了广泛应用，已经逐步发展成为高可靠、高性能、高度自动化的局部供电中心。在UPS得到广泛应用的同时，机房供电系统节能方式的选择问题也渐渐显露出来。在环保意识日益强烈的今天，人们不断开发新的环保技术替代原有技术，使UPS逐步成为真正的绿色电源。

1 UPS介绍

UPS是不间断电源(Uninterruptible Power Supply)的英文缩写，UPS有三大基本功能：稳压、滤波、不间断供电。在市电正常时起到稳压和滤波的作用，保证设备正常工作，改善对负载的供电质量，同时对后备电池进行充电；在市电异常或停电时，通过后备电池组提供的直流电，在负载设备感觉不到断电的情况下实现零时间切换，使负载设备不受外界干扰，保持平稳运行。

UPS主要由整流器、逆变器、静态开关组成。有四种电路结构：后备式、在线式、在线互动式、在线补偿式。

UPS选择的基本依据：UPS一定要结合机房的实际情况来选购。首先是容量的选择，UPS容量应该根据目前的负载量，再加上近期准备增加的负载量来计算，理想负载值为UPS最大负荷的60%，其次要选择节能型UPS。目前UPS的发展趋势是高频化和模块化，因为高频化可以提高UPS的轻载效率和半载效率，模块化可以使用户边成长边投资，节约能源同时方便扩容。

2 UPS存在的问题

目前，机房中UPS电源主要存在两方面问题：一是UPS电源无法灵活扩容，导致效率低下。传统UPS自身是不可扩容的，电源扩展时，需要添置整套设备，使UPS工作时远远低于其满负载容量，导致效率低下。目前，模块化UPS已被认为是UPS的发展趋势，它体积小、重量轻、功耗低、维护简单、可靠性高，最主要的是它可以允许用户按需调配UPS容量，将UPS的容量配置更合理，保持电源的高效率。二是UPS电源负荷较低，由于盲目扩大UPS电源规模导致运行低效。一般来说，UPS的效率和负载功率是成正比的， UPS的供电效率越高，能耗就越低。理论上，如果运行负载率大于60%，UPS电源的效率一般可达90%以上。在实际应用中，许多机房里的 UPS的运行负载率一般也就在20%～30%左右，UPS的供电效率只发挥到了50%～60%左右，从而导致电能的巨大浪费[1]。

3 UPS电源节能技术

3.1 安装要合理

UPS安装的位置很重量，我们应该把UPS安装在便于维护操作的地方，如允许的话可以选在较低楼层，便于电池的搬运。要注意不能离水太近、远离带腐蚀性的溶剂。室温环境要求足够通风、凉爽并应在无尘条件下运行，推荐工作温度保持在20～25 ℃之间。要注意的是UPS所在环境温度大于25度时，每升高10 ℃，电池的寿命就要缩短二分之一。UPS电源不宜侧放，应保持进风孔与出风孔通畅，严禁安装在有金属碎沫尘埃的环境里。

3.2 负载要求

一般不允许连接感性负载，如复印机、风扇、灯等，如要带接应按5～8倍来计算。剩余负载能力应预留20%，不可满载，也就是说运行负载率应在60%-80%之间，UPS电源的效率才可达90%以上从而使之高效运行。但在实际应用中，许多机房里的UPS运行负载率一般也就在20%～30%左右，UPS的供电效率只能发挥50%～60%左右，导致电能的严重浪费。负载与UPS电源连接时，须先关闭负载、再接线，然后逐个给负载加电。

3.3 充电的技巧

新购置UPS电源后，在投入使用之初应充电至少在12 h以上，保证电池电量充足。UPS如果长期闲置时，应每隔一个月左右时间重新开机使用，让UPS电源处于逆变器状态工作10几分钟，用于激活蓄电池。

3.4 避免过载使用UPS

在使用UPS的时候要避免负载的过大或过小，负载过大时会使UPS长期工作在超负荷状态从而缩短UPS的使用寿命；如果负载过小，UPS的工作电路长期工作在不正常状态，对于UPS是有一定危害的。合理的负载应该控制在50%到80%之间。实践证明，UPS输出负载控制在60%左右为最佳。

3.5 合理养护

UPS设备良好运行才能有效的节能，正确的维护保养才是其稳定工作的关键。实践表明，经过合理保养的UPS设备，其性能和寿命均优于未经养护的同类产品。维护内容要按日、月、季三种时间有目的安排实施。其中，日维护内容有：UPS指示状态、输入输出电压、频率、负载容量、UPS有无异响等；月维护内容有：测量输入电压、电流、频率、旁路电压、测量输出电压、电流、频率，及浮充时电池电压和风机运转是否正常等；季维护内容有：接地情况、清洁、维护性放电20%左右，同时上述内容都应做工作日志记录[2]。

3.6 应用智能电池管理技术

影响电池寿命的因素有很多，主要包括温度、充电、放电、循环次数等。如果能够对上述几个因素进行合适的处理，可以大大延长电池的使用寿命，降低电池更换周期，节约电池投资。UPS的智能电池管理技术主要包括电池均浮充控制、充电温度补偿、智能放电截止电压控制，除此之外还应具备电池定期自动检测和电池漏液检测功能。另外还可以选择输入电压范围较宽的UPS，减少电池放电次数。通过上述几种技术，可大幅度延长电池寿命 2～3 年[3]。

3.7 应用网络实时监控

目前人们应用网络通讯技术进行UPS的监控管理得到长足的发展。通过UPS通讯模块中的智能插卡和配套的电源监控软件，UPS可直接成为计算机网络中的一个节点，操作者可以象管理一台PC机一样远程监控UPS的运行情况，从而实现显示UPS工作参数，记录查阅电源事件和电力数据，定时开关UPS等丰富的网络智能化UPS管理功能。配合多种应用软件，对应所支持的TCP/IP，SNMP，HTTP等协议，充分满足用户对UPS网络化的需求，真正达到完善的电源管理模式[4]。通过网络不光能监控UPS，同样还可以监控机房空调，保证机房恒温恒湿。

4 结束语

信息技术的快速发展推动了数据中心机房供电设备的进步，经过实验我们认识到了节能技术方案的实施必需从上至下、从基础设施到核心设备全方位抓起，做为高电压供电系统的UPS 是整个交流供电环节的核心所在，做好UPS的节能工作不仅可以使机房耗电量大大节省，在后期维护费用方面也可以大幅降低运行成本。

[1] 尼米智.现代数据中心对UPS系统的要求探讨[J].UPS应用,2014.

[2] 李 然.浅谈计算机节能方法[J].应用能源技术,2007.

[3] 王力坚.UPS的安全与节能 [J].金融电子化,2007.

[4] 齐曙光.通信机房新型供电模式可靠性与节能性分析[J].现代电信技术,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

孙 雷(1972-)，男，学士学位，在单位从事系统集成、网络管理、电子政务信息化建设工作。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.02.012

TP393.4

B

1009-3230(2015)02-0043-03