數據中心產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了數十年的成長(cháng)，已成為數字經(jīng)濟建設的“數字底座”。尤其近年來(lái)，從新基建到“東數西算”戰略的啟動(dòng)，帶動(dòng)了新一輪數據中心的發(fā)展浪潮。

　　同時(shí)，在國家“雙碳”戰略的大背景下，數據中心需要以節能降碳為目標，加速向新型綠色數據中心轉型。

　　當新趨勢與新需求相互疊加，倒逼數據中心產(chǎn)業(yè)告別粗放式的增長(cháng)，邁向精細化的創(chuàng )新發(fā)展模式，每一處細節的精細把控，都有可能為數據中心創(chuàng )造更高的效率和更低的能耗。

　　2021年7月，工信部印發(fā)的《新型數據中心發(fā)展三年行動(dòng)計劃（2021—2023年）》中，明確提出到新建大型及以上數據中心PUE要降低到1.3以下，而由于PUE受限于數據中心全生命周期的多項指標，每降低0.01都是巨大的挑戰。

　　一項UPS不間斷電源智能在線(xiàn)技術(shù)橫空出世，不僅可以降低數據中心PUE0.03-0.04，還可以做到在任何電網(wǎng)環(huán)境下運行，并適用于任何數據中心主流架構。這項技術(shù)如果拓展到全國的數據中心，勢必將會(huì )掀起一輪節電革命。

　　1、 魚(yú)與熊掌能否兼得的難題

　　每個(gè)數據中心，都會(huì )設計最大用電負荷，不同的數據中心規模也會(huì )匹配相應的最大電負荷數值。

　　數據中心規模劃分

　　近日，剛剛發(fā)布《UPS智能在線(xiàn)技術(shù)白皮書(shū)》顯示：一座10MVA的數據中心，UPS電源負載率為40%時(shí)，每提升1%效率，可降低PUE約0.01，年省電可達50萬(wàn)度。采用“UPS智能在線(xiàn)模式”，數據中心即可提升3-4%系統效率，可降低PUE0.03-0.04，這等于年節電可高達150-200萬(wàn)度。而這僅僅是一個(gè)處于規模下限的大型數據中心，可以想象如果全國中型及以上規模的數據中心，都能夠采用這項技術(shù)，會(huì )為整個(gè)社會(huì )節省億萬(wàn)度的電量。

　　Ups電源智能在線(xiàn)模式到底從何而來(lái)，又是在何種背景下誕生的呢？

　　首先，從產(chǎn)業(yè)宏觀(guān)需求來(lái)看，數據中心產(chǎn)業(yè)健康可持續發(fā)展，綠色化是必由之路。通過(guò)融合高密、高效節能的供電系統重構是大勢所趨，而智能在線(xiàn)模式恰是一個(gè)典型的為供電系統提效的核心技術(shù)。

　　其次，從數據中心自身的綠色化設計來(lái)看，傳統供電系統能耗占數據中心總能耗近10%，圍繞UPS電源的效率提升做技術(shù)升級也是迫在眉睫。

　　傳統UPS電源的工作模式，主要是在線(xiàn)雙變換模式，即通過(guò)對市電的整流、逆變兩次變換，為負載供應高質(zhì)量的市電，這種模式的優(yōu)勢在于可靠性較大，但缺點(diǎn)則是效率較低，相應的就會(huì )帶來(lái)較高的耗電量。

　　為了創(chuàng )造更高的效率，衍生出了ECO模式，通過(guò)UPS電源靜態(tài)旁路為負載供電，相當于市電直供，以此來(lái)獲得更高的效率。但ECO模式也有一個(gè)缺點(diǎn)就是會(huì )存在切換間斷和諧波補償的問(wèn)題，會(huì )降低系統的穩定性。

　　魚(yú)與熊掌，似乎不能兼得。

　　2、ups 智能在線(xiàn)模式的四項價(jià)值和三點(diǎn)意義

　　如何融合兩者的優(yōu)勢，也就是說(shuō)在ECO模式的高效基礎上，解決切換間斷和諧波補償，同時(shí)獲得高效和穩定？

　　Ups電源智能在線(xiàn)模式，逐漸浮出了水面。

　　Ups電源智能在線(xiàn)模式的定義：是基于智能在線(xiàn)技術(shù)的UPS電源新型工作模式，通過(guò)硬件架構和控制邏輯的優(yōu)化，解決在線(xiàn)雙變換模式的系統效率低，ECO模式輸出有間斷、諧波大、輸入浪涌電壓干擾的問(wèn)題。

　　智能在線(xiàn)模式示意

　　從定義上可以看出這項技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵價(jià)值。

　　第一，解決切換間斷問(wèn)題。智能在線(xiàn)模式可以做到全模式0ms切換。UPS電源自動(dòng)檢測旁路輸入電網(wǎng)質(zhì)量，當旁路輸入正常時(shí)，優(yōu)先由旁路直供，當旁路電網(wǎng)異常時(shí)，0ms切換至逆變器供電，滿(mǎn)足IEC62040-3定義的CLASS1動(dòng)態(tài)響應等級，當旁路恢復后可自動(dòng)返回旁路供電。

　　第二，解決在線(xiàn)模式效率低的問(wèn)題。智能在線(xiàn)模式可以做到全負載范圍高效。旁路直接供電時(shí)，UPS電源損耗極低，系統最高效率＞99.1%，20%以上負載率效率＞98.5%。

　　第三，解決諧波大的問(wèn)題。智能在線(xiàn)模式可以實(shí)現高壓浪涌抑制。旁路直接供電時(shí)，旁路輸入的浪涌電壓很容易傳到負載端口，針對浪涌高壓，智能在線(xiàn)模式通過(guò)高低壓箝位技術(shù)，電壓降低時(shí)補償，電壓升高時(shí)吸收，經(jīng)過(guò)驗證輸出電壓可滿(mǎn)足IEC61000-4-5對浪涌電壓的要求。

　　第四，解決輸入浪涌電壓干擾的問(wèn)題。ups智能在線(xiàn)模式可做到主動(dòng)諧波補償。IT設備內部電源帶有功率因數矯正（PFC），對外呈現的功率因數較好（＞0.9），可直接由旁路供電，但部分動(dòng)力和工藝設備并沒(méi)有功率因數矯正功能，如空調、風(fēng)機、水泵等設備，傳統ECO的旁路直供工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生無(wú)功能量和高次諧波流入電網(wǎng)中，引起線(xiàn)路損耗增大、絕緣老化加速、設備壽命減少等問(wèn)題。

　　從這四項價(jià)值，很容易讀出ups電源智能在線(xiàn)模式的意義。

　　一是，充分體現了“智能”的內涵，無(wú)論是0ms切換還是主動(dòng)諧波補償，背后都是智能的判斷和調度。

　　二是，可以作為電網(wǎng)質(zhì)量的有力補充。數據中心如采用市電直供，則無(wú)法屏蔽電網(wǎng)質(zhì)量的問(wèn)題，即便有短暫的間斷也會(huì )造成不可估量的損失。而可按照電網(wǎng)質(zhì)量選擇在線(xiàn)模式或是智能在線(xiàn)模式，可以滿(mǎn)足任何電網(wǎng)質(zhì)量環(huán)境下運行。

　　三是，技術(shù)本身具備普惠性，智能在線(xiàn)模式同在線(xiàn)模式相同，可適合于多種供電架構，無(wú)論在雙路智能在線(xiàn)模式，還是單路智能在線(xiàn)模式，均能保障供電系統的高效。

　　3 一場(chǎng)數據中心的節電革命

　　我們說(shuō)，優(yōu)秀的技術(shù)一定要在場(chǎng)景中驗證，要在實(shí)際的落地中體現價(jià)值。

　　可以想象，如果全國的數據中心都替換為搭載智能在線(xiàn)技術(shù)的UPS電源產(chǎn)品，每年節省的電費，會(huì )是何等天文數字。我們之所以將綠色化作為可持續發(fā)展的重要標志，就是因為綠色化帶來(lái)的節省與節能，能夠對社會(huì )經(jīng)濟有促進(jìn)的作用。

　　從這些角度，ups電源智能在線(xiàn)模式所代表的就是一場(chǎng)數據中心的節電革命。