云計算給UPS電源帶來(lái)的機遇和挑戰

UPS是一種含有儲能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分的穩壓穩頻的交流電源。UPS作為保護性的電源設備，它的性能參數具有重要意義，應是我們選購時(shí)的考慮重點(diǎn)。市電電壓輸入范圍寬，則表明對市電的利用能力強(減少電池放電)。輸出電壓、頻率范圍小，則表明對市電調整能力強，輸出穩定。波形畸變率用以衡量輸出電壓波形的穩定性，而電壓穩定度則說(shuō)明當UPS突然由零負載加到滿(mǎn)負載時(shí)，輸出電壓的穩定性。

UPS電源市場(chǎng)在經(jīng)歷多年整合、重組、洗牌之后形成了品牌大集中的局面，整合管理，重新梳理渠道，建立一個(gè)完善的分銷(xiāo)渠道體系。伊頓收購山特，即擁有面向高端市場(chǎng)的解決方案，又擁有了面向消費類(lèi)市場(chǎng)的山特系列產(chǎn)品;APC并入施耐德之后，梅蘭日蘭和APC產(chǎn)品形成極大互補優(yōu)勢;而國內廠(chǎng)商中，科士達更是在延續多年行業(yè)市場(chǎng)的同時(shí)，攜旗下“友電”子品牌，開(kāi)始沖擊沉寂多年的國內UPS電源分銷(xiāo)市場(chǎng)。

云計算給UPS帶來(lái)的機遇

隨著(zhù)云計算應用的不斷深入,未來(lái)中國數據中心市場(chǎng)將迎來(lái)新的跨越發(fā)展期，下一代數據中心將被打造成動(dòng)態(tài)、智能、綠色、可擴展的云計算平臺，要實(shí)現這些，用以保障基礎設施無(wú)障礙運行的UPS同樣面臨著(zhù)挑戰。

因為應用外包、信息托管以及以提供虛擬冗余為目的的重復數據存儲和更新等云計算服務(wù)都將大幅度增加互聯(lián)網(wǎng)流量以及云計算服務(wù)器所處理的數據量，這些新增流量都需要UPS的保護，所以云計算技術(shù)不但不會(huì )取代UPS電源，還將推動(dòng)市場(chǎng)對UPS電源的總體需求?？傮w需求也朝著(zhù)標準化、高可靠性應用性、綠色節能方向發(fā)展。

云計算帶來(lái)的第一個(gè)要求就是標準化，作為全球領(lǐng)先的關(guān)鍵電源與制冷服務(wù)提供商，來(lái)自施耐德電氣IT事業(yè)部大中華區副總裁兼數據中心業(yè)務(wù)總經(jīng)理曲穎表示：“施耐德電氣旗下APC的產(chǎn)品無(wú)論是UPS還是供配電模塊完全是標準化，可以通過(guò)熱通道遏制系統和InRow這種制冷，讓我們的制冷變成標準化和模塊化。接下來(lái)怎么樣有效管理模塊化的組建，我們擁有StruxureWare數據中心管理軟件平臺，它能夠把數據中心里面的樓宇、配電、供電、制冷，以及實(shí)際運營(yíng)情況，完全監控起來(lái)，最后匯總到一個(gè)界面里面，讓你一目了然。增加設備和減少設備的時(shí)候，它會(huì )提醒你所有可以影響到關(guān)聯(lián)的應用。我們的產(chǎn)品和解決方案完全能滿(mǎn)足標準化的要求。”

如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展改變了世界，現在云技術(shù)的出現使這種改變世界的能力更加大幅提高，UPS作為數據中心基礎設施的重要環(huán)節，也正在把云的概念引入到UPS電源系統里。伊頓作為全球領(lǐng)先的多元化能源管理解決方案制造商，基于云計算的概念推出了兩項UPS電源的新技術(shù)，伊頓北亞區技術(shù)總監王偉介紹說(shuō)：“云計算是按需分配資源，UPS也希望借助按需分配來(lái)建立一個(gè)數據中心供電的能效優(yōu)化模式，為此伊頓在全球推出了UPS模塊休眠這一業(yè)界領(lǐng)先技術(shù)。

當設備計算量不大的低負載狀態(tài)時(shí)，部分模塊自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，隨著(zhù)計算量的增長(cháng)，模塊也會(huì )自動(dòng)依次啟動(dòng)并投入正常工作狀態(tài)，完全實(shí)現了按需作業(yè)，由此在提高了供電安全性的同時(shí)，減少了能源的消耗和IDCPUE值。”

UPS的發(fā)展方向

1.一個(gè)智能化的UPS的硬件部分，基本上是由普通的UPS加上一臺微機系統組成。

微機系統通過(guò)各類(lèi)信息的分析綜合，除完成UPS相應部分正常運行的控制功能外，還應完成以下功能(德國AEGSVSProtect系列UPS已經(jīng)實(shí)現這一點(diǎn));

2.完全數字化

AEGSVSProtect系列UPS采用最新的數字信號器DSP，實(shí)現了UPS系統的100%數字化運行。在此系列UPS中，AEGSVS公司還采用了三重微處理器冗余系統，用三個(gè)有獨立供應電源的微處理器來(lái)控制整流器、逆變器和靜態(tài)電子旁路，因而更高地提高了系統的數字化程度和可靠性。

3脈沖整流技術(shù)

AEGSVSProtect系列機型采用12脈沖整流器。采用12脈沖整流器的明顯好處是：將UPS的輸入功率因數有效值PF提高到0.95以上，將UPS的總輸入偕波電流分量下降到8%以下，因而也降低了輸入電壓偕波失真度;12脈沖整流器，再加上內置輸入隔離變壓器，大大提高了UPS電源對外界瞬態(tài)尖峰干擾的保護能力。

輸入直流電源所包含的交流紋波分量少，有利于延長(cháng)電池的壽命。(比較：6脈沖整流器需要在前端加上L-C輸入濾波器后才可以將UPS的輸入功率因數有效值PF到0.95以上，但其總的電流偕波分量只是從原來(lái)的30%下降為10%左右，而且如此以來(lái)將大大增加UPS的總體成本。

4.高頻化

第一代UPS的功率開(kāi)關(guān)為可控硅，第二代為功率晶體管，第三代為場(chǎng)控型器件(MOSFET和IGBT)。功率晶體管開(kāi)關(guān)速度比可控硅要高一個(gè)數量級，場(chǎng)效應晶體管MOS-FET比功率晶體管要高一個(gè)數量級，而IGBT功率器件電流容量比MOSFET大得多，且導通電阻小，工作頻率比MOSFET低，但也可以使功率變換電率的載波頻率高達50KHz。變換電率頻率的提高，使得用于濾波的電感、電容大大減少，UPS效率、噪音、體積、動(dòng)態(tài)響應特性和精度大大提高。

5.冗余并機技術(shù)

德國AEGSVS公司開(kāi)發(fā)新的應用技術(shù)，目前其并機技術(shù)可說(shuō)是處于業(yè)界領(lǐng)先地位。通過(guò)幾個(gè)UPS冗余并機運行，可以更進(jìn)一步提高系統的供電可靠性。冗余運行意味著(zhù)在負載基本需求之外至少再安裝一臺UPS。通過(guò)CAN總線(xiàn)技術(shù)，可組成UPS系統(至少兩臺UPS)

AEGUPS并機運行模式不需另外加設中央控制部件，負載均分。如果某一臺UPS單機發(fā)生故障，則被立刻關(guān)閉，其他的UPS系統會(huì )自動(dòng)承擔全部載，對負載不會(huì )產(chǎn)生任何影響。AEG通過(guò)獨一無(wú)二的靈活多主機技術(shù)(FMMT)來(lái)保證系統安全可靠萬(wàn)無(wú)一失。AEG的CAN總線(xiàn)高速、有效的通訊實(shí)現了FMMT技術(shù)。如果兩個(gè)主機的任意一個(gè)出現故障，另一臺機將會(huì )即刻自動(dòng)地接管主控功能。

6.綠色化

各種用電設備及電源裝置產(chǎn)生的偕波電流及滯后電流嚴重污染電網(wǎng)，隨著(zhù)各種政策法規的出臺，對無(wú)污染的綠色電源裝置的呼聲俞來(lái)育高。UPS除加裝高效輸入濾波器外，還應在電網(wǎng)輸入端采用功率因數校正技術(shù)，這樣既可消除本身由于整流濾波器電路產(chǎn)生的偕波電流，又可補償功率因數，使UPS的輸入功率因數達0.98以上。

UPS的未來(lái)市場(chǎng)展望

在計算機網(wǎng)絡(luò )以及通信事業(yè)迅猛發(fā)展的推動(dòng)下，當今UPS已在大量引進(jìn)微處理監控技術(shù)的基礎上發(fā)展成為一種能在UPS網(wǎng)絡(luò )和計算機網(wǎng)絡(luò )之間建立起雙向通信調控管理功能。UPS網(wǎng)絡(luò )化有兩方面的含義。一是UPS及其監控系統與其所保護的負載——計算機或局域網(wǎng)絡(luò )間的交互作用。當電源出現異常時(shí)，UPS內部的微控制器會(huì )及時(shí)把異常信息發(fā)送給它所保護的計算機或局域網(wǎng)，并發(fā)出告警信息，提醒操作員或網(wǎng)絡(luò )管理員及時(shí)處理，并在UPS供電時(shí)間結束前自動(dòng)中止計算機或局域網(wǎng)的運行，并將現場(chǎng)信息自動(dòng)存盤(pán)。通過(guò)MODEM向有關(guān)人員發(fā)出EMAIL、BP-CALL等，在這個(gè)意義上UPS是其保護網(wǎng)絡(luò )的幾個(gè)節點(diǎn)。另一方面的含義是把UPS當做廣義網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)獨立節點(diǎn)并裝上通信適配器，給UPS分配獨立的IP地址。這樣，網(wǎng)管員或被授權人可在網(wǎng)絡(luò )的任何地方通過(guò)網(wǎng)絡(luò )像管理計算機一樣對UPS的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠程監控，利用這種控制功能用戶(hù)可在計算機網(wǎng)絡(luò )終端上實(shí)時(shí)監控UPS的運行參數。此外，用戶(hù)還可以在計算機網(wǎng)絡(luò )終端上對UPS的輸出執行定時(shí)的自動(dòng)開(kāi)機、自動(dòng)關(guān)機操作。在自動(dòng)完成將程序和數據轉入磁盤(pán)操作之后，再自動(dòng)“關(guān)閉操作系統”。

這樣有序的關(guān)機操作，將確保用戶(hù)的軟件和數據的安全可靠。

近十年來(lái)，隨著(zhù)電信產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展和信息技術(shù)水平的飛速提升，大功率UPS電源得到了廣泛的應用。作為不可或缺的通信領(lǐng)域的“守護神”，大功率UPS不僅能夠防止瞬時(shí)停電和事故停電對用戶(hù)造成的危害，保障通信運營(yíng)商的業(yè)務(wù)連續性，更可以有效消除電網(wǎng)雜波，保持電網(wǎng)電壓和頻率的穩定，從而為不斷更新的通信設備和網(wǎng)絡(luò )設備系統提供高質(zhì)量的電源供應。

技術(shù)創(chuàng )新，一直是高端UPS市場(chǎng)競爭的核心。從應用上來(lái)看，包括UPS在內的動(dòng)力平臺是網(wǎng)絡(luò )平臺正常運行的強大基礎，信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的躍升必然反映到動(dòng)力平臺之上，并對動(dòng)力系統提出了更為苛刻的要求。比如，如何最大程度地提升可靠性與可用性，如何盡可能地消除諧波污染，如何做到能效的最大化，同時(shí)又不犧牲系統的可靠性等等。UPS產(chǎn)品提供商必須立足客戶(hù)需求，不斷尋求技術(shù)上的突破，很好地解答這些問(wèn)題。

另外，整個(gè)行業(yè)繼續沿著(zhù)提供整體解決方案的方向發(fā)展。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )應用的深入，用戶(hù)需求的個(gè)性化差異更大，不但要求UPS產(chǎn)品具備相當的可靠性與穩定性，而且更加關(guān)心整個(gè)供電系統甚至支持整個(gè)數據中心業(yè)務(wù)的物理基礎設施的可靠性和穩定性，要求廠(chǎng)商能夠提供電源系統的全方位解決方案、工程施工建議及完善的售后服務(wù)，以降低系統的維護管理成本。