APCUPS电源在数据中心的系统架构
APCUPS电源在数据中心的系统架构
一个典型的数据中心供电系统，由中压配电、变压器、低压配电、不连续电源、末端配电以及发电机等设备组成。其中，APCUPS的主要作用，是在市电电源中缀、发电机启动之前，确保所带的负载持续供电，因而，UPS系统包含了储能设备，如蓄电池或飞轮；此外，传统UPS还具有隔离市电侧浪涌、电压骤升骤降等作用。
APCUPS电源系统是数据中心供电连续性的重要保证，UPS系统的牢靠性直接影响数据中心的牢靠性，同时，在绝大多数数据中心，UPS系统的损耗可占IT设备能耗的10%以上。因而，进步UPS系统的牢靠性，同时降低其损耗，就成为数据中心UPS系统架构演化的主旋律。
传统UPS供电系统
目前，数据中心内应用最广的不连续电源还是传统UPS，它主要由整流AC-DC、逆变DC-AC和静态旁路3局部电路组成，DC母线上挂接蓄电池，输入AC正常时，经整流和逆变两次转换后为负载供电，同时为蓄电池浮充，输入AC中缀时，蓄电池由浮充转放电，经逆变器为负载供电，对负载来说，感受不到输入端电源的中缀。
1.UPS设备的分类
从构造上看，UPS设备能够分为后备式、在线互动式、双转换在线式、Delta转换在线式等类型，其中前两种主要用于小容量负载（≤5kVA），Delta转换在线式技术受专利维护，因而，大型数据中心主要采用双转换在线式UPS设备。
传统的双转换在线式UPS设备采用可控硅整流，主要的问题是谐波电流畸变率（THDi）高(10-30%)，转换效率低(85-92%)。
随着电力电子器件的开展，呈现出IGBT取代可控硅整流的趋向，IGBT整流的优势是取消变压器，因此降低了本钱，同时有比拟好的输入特性，在较宽的负载范围内，能够将THDi控制在5-10%之间，最大的益处是效率的提升，通常在87-95%之间。目前，IGBT整流型UPS的牢靠性比可控硅整流型略低。
2. UPS冗余设计
由于UPS设备构造复杂，因而本身容易发作毛病，设备冗余能够进步可用性，UPS系统便有了N、N+X、2N、”市电+U电“等架构。
1、N系统满足根本需求，没有冗余的UPS设备。它的优点是系统简单，硬件配置本钱低廉；由于UPS工作在设计满负荷条件下，因而效率较高。其缺陷是可用性低，当UPS发作毛病，负载将转换到旁路供电，无维护电源；在UPS、电池等设备维护期间，负载处于无维护电源状态；存在多个单毛病点。
2、N+X并联冗余系统是指由N+X台型号规格相同且具有并机功用的UPS设备并联组成的系统，配置N台UPS设备，其总容量为系统的根本容量，再配置X台（X＝1～N）UPS冗余设备，允许X台设备毛病退出检修。相关于“N”系统，“N+X”系统在UPS配置上有了一定的冗余，系统牢靠性有所进步，同时带来了系统配置本钱的增加、系统负荷率的降低以及效率降低。N+X系统在本钱增加不多的前提下进步了可用性，因而，在数据中心得到了普遍的应用，但是该系统在UPS输出端依然存在单毛病点，实践项目中由此形成的系统宕机屡见不鲜。?
3、2N，为了消弭单点毛病，高等级数据中心通常采用2N冗余系统。该系统是指由两套或多套UPS系统组成的冗余系统，每套UPS系统N台UPS设备的总容量为系统的根本容量。该系统从交流输入经UPS设备直到双电源输入负载，完整是彼此隔离的两条供电线路，也就是说，在供电的整个途径中的一切环节和设备都是冗余配置的，正常运转时，每套UPS系统仅承当总负荷的一局部。这种多电源系统冗余的供电方式，克制单电源系统存在的单点毛病瓶颈，关于少数单电源设备的状况，可经过装置小型STS设备，保证其供电牢靠性。采用2N冗余系统可用性得到明显进步。
4、2N冗余系统的缺陷也十分明显，设备配置多、本钱高，通常状况下效率比N+X系统更低。
5、“市电+U电”供电架构由百度提出并在其自建M1数据中心范围应用，它在N+1系统根底上做了改良，UPS设备配置不变，将效劳器等双电源设备的其中1路改由市电直接供电，消弭了单点毛病，牢靠性较N+1系统大大进步，同时，UPS系统的损耗降低为原先的50%。UPS系统整体效率提升至95%以上。UPS?ECO形式带来了效率的提升，其代价是IT负载由市电供电，UPS必需不时监视市电状态，并在发现问题且当该问题尚未影响负载时，疾速切换到逆变器供电。这个听起来简单，但实践操作起来十分复杂并且需求承当很多风险以及潜在的负面影响。
