概 述UPS的节能方法和应用.txt

1、概 述 UPS是不间断电源（Uninterruptible Power Supply）的英文缩写，它的功能主要有两个：一是在市电正常时改善对负载的供电质量，同时对后备电池进行充电；二是在市电异常时，通过后备电池保证向负载供电的不间断性。 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的使用形式 选购UPS一定要选最适合自己实际使用情况的。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。其次要选择节能的UPS。目前UPS的发展趋势是高频化和 化， 高频化 高UPS的 载 和 载 ， 化 使用 成 ，节

2、 能源同时 容。 UPS电源的 性能 UPS电源的 性能 使用要 的不同 不同，主要 性能 个 。 在线式 高 功 器 PIGBT DSP 和SMD电成 电池保功能 的currency1 通“功能 高 性fifl 和断fl UPSfl 计” 计 的UPS 关负载 供，不过 的计 不一定 “计 的 用性。 ，currency1 、 currency1 、 式 、fi 、fi同 、路currency1 线、fl “ fl ， 是计” 不同 的。 的对 不同的用 ，它 能 有不同的 ， 在种 式。 目前市 上的UPS目 ，最常用的不 5种。5种 :容量； currency1 ； currency1

3、； 式 ； fl 。选择fl 时，应当根据负载的关”度 定。此 ，还要考虑停机所带来的影响 “公司的风险承受能力，样才能更好地找合适的fl 。 UPS供电fl （ 线 UPS供电fl ） UPS供电fl 的供电是计算机备（主机和附属备）、通备、网络备、服务器、备、保安fl 小型机/服务器、网络主交换机 重要备。UP是输电回路（每个电开关 一个回路）需按机房内备要 ，小型机/服务器、网络核心交换机“重要路由器要由独立 回路供电，其 计算机备 用一个回路带3-4个插座，固定 地板 。UPS供电fl 的 性，最主要体现在采用了 电源末端互 上， 所示：UPS节能措施 目前UPS的节能必需从 、UPS

4、、电池、电 全 位进行。 1、按需 容的柔性规划一般 据中心的建不是一 位,会考虑今后未来 年的 容,在计时UPS容量一般考虑容量比较,一次就安装了 套功 的UPS机，初期负载量只有规划容量的10%20%，使UPS的利用 低， 成电能的浪费。 何避免种情况的发生，从UPS供电fl 角度考虑,应该 : （1）供电 计 目前UPS供电 主要有 供电、中供电两种。 供电是一台UPS 一台台备供电。 供电的好处是 风险,不会 一台UPS异常 成部 备停电;缺点是UPS ,不 管理, 线不容易规划。另一种是采用中供电,由一套功 的UPS直 对 据中心的所有负载供电。中供电的好处是规划、管理 、维 ;缺点

5、是 果UPSfl 异常,容易引起 据中心 积停电事 ,此缺点 通过采用currency1构架来避免。 此, 上两种 各有优缺点,目前的 据中心一般采用中供电 。由 UPS机 量有限, 当UPSfl 机 量超过4台时,其 性不比单机供电fl 高少。当机房UPS装机 容量超过一定限度时,建议将机房按 期规划 成 个区域进行供电。规划时 参考:单机容量不宜超过400kVA,机 量不宜超过3台。 （2）UPS在线机 容功能 据中心的UPS容量的规划， 根据不同时期的负载容量要 ,采用逐 容的 ,使 更经济，同时也能使UPS 处 较 的 点。目前中、功 的UPS 经 备 机功能，不 高了fl的 性，同时

6、也 机房 容 供了 。只要规划时在UPS前后电 量的 开关，在机房规划 应 间， 实现UPS机 容功能。关是机的过”处理，种 UPS机时需要对UPS的进行 正，此时要 UPS必 在维 路 态，UPS由市电直 带载， 果此时市电 动较 停电，将 成fl 的 积 。所 机 容必 备在线机功能， UPS机 容时，只需将 增UPS改 UPSfl 一 后，在不关 有UPSfl 的情况 ，直 将 增UPS 有fl ， 容前后，UPS 在线 式 ，避免 换 路供电的高风险 。 （3）采用 化UPS，实现逐 容 目前, 化UPS 经开 在内应用, 化UPS点主要 : 容、 时间(MTTR)、 经济实现“N+X

7、“ 机。 2、 高UPS自能 ,优化负载 currency1线目前UPS 在线式 变换构架，在其 时整流器、逆变器 在功 “。 一个容量 400kVA的UPS ，每度电按0.95计算，UPS 每 高1%，一年节的电费 4000.80.01243650.95=26630.4。 高UPS的 ， 据中心节一fi电费， 高UPS 是fl低整个机房能“的最直 。 此采购UPS，量采购 更高的UPS。 当 UPS 高不 是载时 高,同时也必 备一个较高的 currency1线,是在“1+1“机fl 时,根据fl 规划,每台UPS容量不 50%, 果此次 90% ,就算载 95% 上,也是 有 的,所 要

8、UPS必 采措施优化 currency1线,使UPS 在较低负载时也能较高的 。 UPS 输功 关flcurrency1线 了 高UPS自的 ，UPS上 的一 功能也 加 利用。比 ”ECO经济行 式。其 理是在较好 的市电时， 此功能，使UPS由静态 路直 供电，此时逆变器处 机 态，正常 ，不输能 ，一 市电异常，UPS立 换逆变器供电 态， 换时间一般在1ms 内， 体 2所示， 输 电 形， 输电 形。由 此时的逆变器处 机 态，所 自“小，此时UPS的整机 97% 上，比正常 式节3% 上的功 。 ECO 式正常供电 式 形 使用ECO 式必 备 : (1)静态 路必 采用两组高 管

9、，不采用 器加管的组合， 器 合时， 点会，一般 次后就不能正常 了。 管不 在此，同时 缩 换时间。 (2)建议使用在较好的电力 ，比 一供电单位 。 3、fl低输 电流 ， 高功 生的根 是由 电力线路 现一定 ， 电 、电 和电容构成的源网络，由 线性负载生的 正 电流， 成电路中电流和电 变， 。 的 :引起电组 附加“和发fi( 电容、变器、电机 );电组 高、 低、加 化、fl低使用 ; 备正常 ;功功 增加，电力备有功容量fl低( 变器、电 、电备);供电 低;现 ，是 发电机发电时更重; 开、 断、备 。UPS对 电网 是一个 线性负载，在 的时会生量的 。 6 整流器的UPS

10、 ，其输 功 一般 0.75 ， 30%。fl低UPS 的主要 有: (1)采用12 整流器。其 理是在 有6 整流器 上，在输 增加一个 变器和6 整流器。采用该 后， 将 fl低 10% 。优点是较 单， 改善;缺点是对功 改善有限， 高。 (2)采用源 器。 据LC 电路 理，对UPS生的 进行 ，对功 进行补偿。优点是单，成 较低;缺点是只能补偿点阶次的 ，同时受负载 影响较， 适用 全功 。 (3)采用有源 器。 理是利用 的功 导体器 向电网注 源电流幅值 、 位 反的电流，使电源的 电流 零，实时补偿 电流的目的。优点是 补偿个阶次的 ， 不受负载 小的影响;缺点是购成 较高。

11、(4)采用高频IGBT整流“PFC功 校正电路计整流器。 理是采用高频 PWMIGBT导通，对输电 形进行 割，使输 电流 形量 近正 ，对输 电和电流 位 进行补偿。优点是体积 ， 宜， 果好;缺点是 结构杂，不易维，受功 器 影响，目前容量小受限。 4、电池管理“电管理 UPS备了电池组，用 在电池组上的 占整个UPS供电fl 的一部 ， 超过UPS 的 ， 电池的使用年限低 UPS备。由 电池主要材料是重金属铅、硫酸和不易 的塑料，会对 成重的污染。 此减少电池使用 量，延 电池循使用 ，不 节直 和间 的电池 ， 还减少整个对的污染。所 UPS 通过 个 实现电池的节能。 (1)机共用

12、电池组功能。共用电池组 理是通过殊的整流器“ 隔离 ，使机fl 中的两台台UPS的整流同 、母线 流，使fl 中的各台UPS母线直 currency1， 后将 fl 后备时间要 的电池currency1后 currency1母线fl 中，实现电池的共享，减少电池 。 “1+1“ ，传 的UPS ，fl 后备一小时，考虑其中一台UPS 时，UPS2的电池不能 UPS1使用，所 UPS1和UPS2必 各一套一小时的电池组，才能保 fl 在断电后还能备用一小时。采用共用电池组 后， UPS1 后，fl 中的电池仍能 UPS2 供能量，所 整个fl 需1套1小时电池 。不 节了电池直 ，同时也节 机房

13、在 间、承重“ 调 的 ，也fl低了对的污染。少许电池，增发电机组。 (2)智能电池管理 。影响电池 的 素有，主要 度、充电、放电、循次 。 果能够对上述 个 素进行综合处理， 延 电池的使用 ，延 电池更换周期，节 电池 。UPS的智能电池管理 主要 :电池 浮充管理( 浮充)、充电 度补偿、智能放电终止电，此 还应 备电池定期自动检测和电池漏液检测功能。另 还 选择输 电较宽的UPS，减少电池放电次 。通过上述 种 ， 幅度延 电池 23年。 (3)智能UPS电管理 。 理是通过侦测UPS电池电者管理备供电时间，实现对机房中不同 负载的次 电保功能，减少电池 、 高电池使用 。智能UPS

14、电管理 主要有两种 : 实现 式“硬 实现 式。 5、采用 型的节能的UPS电源：使用燃料电池的UPS。 参考燃料电池在UPS供电fl 中的应用。 UPS电源(UninterruptiblePowerSystem)， 不间断电源，是一种 有储能装， 逆变器 主要组成部 的恒恒频的不间断电源。UPS电源对保你的 据和机器备不受 有重要的 用。 此，正确使用和维UPS，就 当重要。用 的 限 说书中的注事项。其实，合理地维和使用UPS，是需要贯穿UPS的整个生 周期的。 保证其正常行和延 使用 ，在使用 维中应注 ：1. 合理选择安装位一个好的安装位 常重要，放UPS的地 必 备良好的通风 果，要

15、远离水、 燃性体和腐蚀剂， 度保在040间，若是在低 拆装使用， 能会有水滴凝结现象。 度一 超过25度，每 高10度，电池的 就要缩一 。目前UPS所用的蓄电池一般是免维的密封铅酸电池，计 普遍是5年。UPS电源不宜 放，应保进风孔 风孔通畅；负载 UPS电源 时， 先关 负载、再 线， 后逐个开负载，禁将电动、印机 性负载 UPS， 免 成伤 。将UPS 专用的带有过电流保装的插座上时，所用电源插座应 保地端；论输 电源线是否插 市电插座，UPS输 能带电。要使UPS输， 先关掉开关，再消市电供应。 2. 首次充电有 巧购UPS电源后，要将UPS插 220V市电电网中，充电 少12小时 上

16、， 确保电池充电充 。否，蓄电池的实际 供使用的容量将低 蓄电池的标容量。若UPS电源 期不用。应每隔23个月开机24小时，让其充电充 ，让UPS电源处 逆变器 态 23 钟， 保证电池的正常 。UPS电源一 通市电， 开 对电池组充电，续按开机1秒 上进行开机， 开启逆变器。 3. UPS不 期闲蓄电池的过度放电和蓄电池 期开路闲不用 使蓄电池的内 增， 充、放电性能变 。对 期闲不用的UPS电源，在重 开机使用前，让UPS电源利用机内的充电回路充电12小时 后再 负荷，对 后备式UPS电源，最好每隔一个月让UPS电源处 逆变器 态 23 钟，来 蓄电池。 此 ，还需要 蓄电池的充电电流不超

17、过蓄电池允许的最充电电流。 过的充电电流会导 蓄电池的使用 缩。 4. 使用UPS时的开机和关机顺序正确的开机关机顺序应该是先开UPS给它供电， 后再开各个负载，样 避免启动时瞬间的电流击给UPS 成的 ，在关机时的顺序正好 反应该先关 各个负载最后关 UPS。在市电中断由UPS供电时，应该快保 好自己的 据和 料 后关 电脑，否使用UPS电源进行 能会使UPS过量放电，从 缩UPS的使用 。5. 避免过载使用UPS在使用UPS的时 还要计算负载的小，要避免负载的过者过小，过的负载会使UPS 期 在超负荷 态从 缩UPS的使用 ； 果负载过小，UPS的 电路 期 在不正常 态，对 UPS也是有

18、一定 的。合理的负载应该在50%80%间。实践证，UPS输负载在60% 最 ，性最好。在UPS现过载逆变器 时会 路 式行，此时UPS不 备后备功能，负载所用的电源是通过电力fl 直 供应的。6. 交流稳器的使用使用UPS 电源后，不必再加交流稳器。若一定要加，应加在UPS 的前， 市电先经交流稳器，再经UPS， 后负载。7. 蓄电池 衡充电有 巧目前许UPS电源中使用的阀式铅酸蓄电池（VRLA）从一开 被 免维电池，样就给用 一种误，似 种电池既耐用又 全不需要维。在种误导 ，许用 从装上电池后就 有进行过维和管理。UPS电源中的蓄电池遇 列情况时，应对蓄电池进行 衡充电：过量放电 使端电低

19、 蓄电池规定的标定电时。对12V的小型密封式铅酸蓄电池，其放电标定电 10.5V；对24V的蓄电池组，其放电终了电 21V；对96V的蓄电池组，其放电标定电 85V。放电后未“时对电池进行充电； 期闲不用的电池。市电中断， 续浮充的电池，放近一 容量的电池。 8. 不要使用 发电机UPS 不宜由 发电机供电， 其频 经常突变不稳，影响UPS 的正常行。9. 注 人员安全 在给UPS 输电源时还应该注安全，由 UPS的输电和电流比较，所 在 输电源时还要注安全防止电事 的发生。更换电池时先关 UPS电源脱离市电，使用带 手柄的螺 刀，不要将 其它金属 放在电池上。 电池线时，在 处现 小 属正常

20、现象，不会对人安全“UPS电源 成 ， 不要将蓄电池正负 反 。更换蓄电池时，不宜个更换，最好整体更换。 另 禁止将不同安 、不同的电池组合使用。10. 好实时目前智能UPS 备 机通 和”序 性能性。在 机上安装 应的 ，通过 /UPS，行该”序，就 利用 机 UPS进行通 。一般 有 、参 、定时定、自动关机和 功能。 Winpower。 后通过专用 电 ，将UPS 电脑上，再通过RS232 RS485两种 议通 ，就 实现UPS市电输 低电量时自动关机的功能了。 它 同时个 上所 的台UPS。其中，通过RS232 议，一个 只 一台UPS，通过RS485 议，一个 最 256台UPS。U

21、PS） 让 在市电发生异常情况时适当地保 的服务器、电脑 免 受突 断电的 险，不 示从此 高 了。UPS的备用时间是有限的，当UPS的电池电源“时，电脑fl 仍有 能被不正常关机。 何合理地用UPS的供电时间，使所有的计算机备能被安全正常地关 ，发 UPS的 善保功能是每个 fl 管理员应该考虑的。 一般来说，UPS 供两种不同的通 ，一种是所 10:06:01的Relay ， 供单的 点 （象AC Fail, Batt. Low ）， 此在 的 上 供的功能也有限。一般来 ， 只能处理市电异常UPS电池低电位时通 计算机fl ，在 情况 安全关 用 fl 的功能。另一种通 所 的标准RS2

22、32 ，它 供更的电源 UPS的输 、输电，电池 参，频 ，负载 使管理者能 更的电源 。合适当的电源 ， WinPower, WebPower ， 实现 时示UPS ，电源事 和电力 据，定时开关UPS 的智能化UPS管理功能。由 网络应用的普“，使UPS在通 的应用更趋化。 了UPS能适应市 需 ，被 智能型UPS插的 。通过智能插，UPS 直 成 用 计算机网络中的一个节点。合种 fl 台 （ Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/XP, SCO UNIXWARE, SCO OpenServer, HP UNIX, Sun Solaris,IBM AIX “LINUX ）的应用 ， “对TCP/IP，SNMP，HTTP 议的， 用 对UPS网络化的需 ，更 适应用 对 应用、中管理的需 趋势，正 善的电源管理 式。 的机房保currency1。，不能 UPS同样还 的机房 调，保证 的机房恒 恒“，在fi的、人管的机房、 fi能管理、 的备确保 一fl。 有需要 ，currency1fl。