云計算給UPS電源帶來的機遇和挑戰

    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，應是我們選購時的考慮重點。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，而電壓穩定度則說明當UPS突然由零負載加到滿負載時，輸出電壓的穩定性。

    UPS電源市場在經歷多年整合、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，建立一個完善的分銷渠道體系。伊頓收購山特，即擁有面向高端市場的解決方案，又擁有了面向消費類市場的山特系列產品;APC并入施耐德之后，梅蘭日蘭和APC產品形成極大互補優勢;而國內廠商中，科士達更是在延續多年行業市場的同時，攜旗下“友電”子品牌，開始沖擊沉寂多年的國內UPS電源分銷市場。　

    云計算給UPS帶來的機遇　

    隨著云計算應用的不斷深入,未來中國數據中心市場將迎來新的跨越發展期，下一代數據中心將被打造成動態、智能、綠色、可擴展的云計算平臺，要實現這些，用以保障基礎設施無障礙運行的UPS同樣面臨著挑戰。　　

    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都將大幅度增加互聯網流量以及云計算服務器所處理的數據量，這些新增流量都需要UPS的保護，所以云計算技術不但不會取代UPS電源，還將推動市場對UPS電源的總體需求。總體需求也朝著標準化、高可靠性應用性、綠色節能方向發展。　

    云計算帶來的第一個要求就是標準化，作為全球領先的關鍵電源與制冷服務提供商，來自施耐德電氣IT事業部大中華區副總裁兼數據中心業務總經理曲穎表示：“施耐德電氣旗下APC的產品無論是UPS還是供配電模塊完全是標準化，可以通過熱通道遏制系統和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，以及實際運營情況，完全監控起來，最后匯總到一個界面里面，讓你一目了然。增加設備和減少設備的時候，它會提醒你所有可以影響到關聯的應用。我們的產品和解決方案完全能滿足標準化的要求。”　

    如果說互聯網的發展改變了世界，現在云技術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，伊頓北亞區技術總監王偉介紹說：“云計算是按需分配資源，UPS也希望借助按需分配來建立一個數據中心供電的能效優化模式，為此伊頓在全球推出了UPS模塊休眠這一業界領先技術。當設備計算量不大的低負載狀態時，部分模塊自動進入休眠狀態，隨著計算量的增長，模塊也會自動依次啟動并投入正常工作狀態，完全實現了按需作業，由此在提高了供電安全性的同時，減少了能源的消耗和IDCPUE值。”　　

    UPS的發展方向　

    1．一個智能化的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。微機系統通過各類信息的分析綜合，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已經實現這一點）；　　

    2．完全數字化　　

    AEGSVSProtect系列UPS采用最新的數字信號器DSP，實現了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，用三個有獨立供應電源的微處理器來控制整流器、逆變器和靜態電子旁路，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　

    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電源對外界瞬態尖峰*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的30%下降為10%左右，而且如此以來將大大增加UPS的總體成本。　　

    4．高頻化　

    第一代UPS的功率開關為可控硅，第二代為功率晶體管，第三代為場控型器件（MOSFET和IGBT）。功率晶體管開關速度比可控硅要高一個數量級，場效應晶體管MOS-FET比功率晶體管要高一個數量級，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、動態響應特性和精度大大提高。　

    5．冗余并機技術　　

    德國AEGSVS公司開發新的應用技術，目前其并機技術可說是處于業界領先地位。通過幾個UPS冗余并機運行，可以更進一步提高系統的供電可靠性。冗余運行意味著在負載基本需求之外至少再安裝一臺UPS。通過CAN總線技術，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單機發生故障，則被立刻關閉，其他的UPS系統會自動承擔全部載，對負載不會產生任何影響。AEG通過獨一無二的靈活多主機技術（FMMT）來保證系統安全可靠萬無一失。AEG的CAN總線高速、有效的通訊實現了FMMT技術。如果兩個主機的任意一個出現故障，另一臺機將會即刻自動地接管主控功能。　

    6．綠色化　

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

    UPS的未來市場展望　

    在計算機網絡以及通信事業迅猛發展的推動下，當今UPS已在大量引進微處理監控技術的基礎上發展成為一種能在UPS網絡和計算機網絡之間建立起雙向通信調控管理功能。UPS網絡化有兩方面的含義。一是UPS及其監控系統與其所保護的負載——計算機或局域網絡間的交互作用。當電源出現異常時，UPS內部的微控制器會及時把異常信息發送給它所保護的計算機或局域網，并發出告警信息，提醒操作員或網絡管理員及時處理，并在UPS供電時間結束前自動中止計算機或局域網的運行，并將現場信息自動存盤。通過MODEM向有關人員發出EMAIL、BP-CALL等，在這個意義上UPS是其保護網絡的幾個節點。另一方面的含義是把UPS當做廣義網絡的一個獨立節點并裝上通信適配器，給UPS分配獨立的IP地址。這樣，網管員或被授權人可在網絡的任何地方通過網絡像管理計算機一樣對UPS的情況進行實時遠程監控，利用這種控制功能用戶可在計算機網絡終端上實時監控UPS的運行參數。此外，用戶還可以在計算機網絡終端上對UPS的輸出執行定時的自動開機、自動關機操作。在自動完成將程序和數據轉入磁盤操作之后，再自動“關閉操作系統”。這樣有序的關機操作，將確保用戶的軟件和數據的安全可靠。　

    近十年來，隨著電信產業的大發展和信息技術水平的飛速提升，大功率UPS電源得到了廣泛的應用。作為不可或缺的通信領域的“守護神”，大功率UPS不僅能夠防止瞬時停電和事故停電對用戶造成的危害，保障通信運營商的業務連續性，更可以有效消除電網雜波，保持電網電壓和頻率的穩定，從而為不斷更新的通信設備和網絡設備系統提供高質量的電源供應。　

    技術創新，一直是高端UPS市場競爭的核心。從應用上來看，包括UPS在內的動力平臺是網絡平臺正常運行的強大基礎，信息網絡技術的躍升必然反映到動力平臺之上，并對動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，同時又不犧牲系統的可靠性等等。UPS產品提供商必須立足客戶需求，不斷尋求技術上的突破，很好地解答這些問題。　　

    另外，整個行業繼續沿著提供整體解決方案的方向發展。隨著網絡應用的深入，用戶需求的個性化差異更大，不但要求UPS產品具備相當的可靠性與穩定性，而且更加關心整個供電系統甚至支持整個數據中心業務的物理基礎設施的可靠性和穩定性，要求廠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，以降低系統的維護管理成本。<