云計算給UPS電源帶來的機遇和挑戰(zhàn)

    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(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電源。UPS作為保護性的電源設(shè)備，它的性能參數(shù)具有重要意義，應(yīng)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(diào)整能力強，輸出穩(wěn)定。波形畸變率用以衡量輸出電壓波形的穩(wěn)定性，而電壓穩(wěn)定度則說明當(dāng)UPS突然由零負載加到滿負載時，輸出電壓的穩(wěn)定性。

    UPS電源市場在經(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(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(nèi)廠商中，科士達更是在延續(xù)多年行業(yè)市場的同時，攜旗下“友電”子品牌，開始沖擊沉寂多年的國內(nèi)UPS電源分銷市場。　

    云計算給UPS帶來的機遇　

    隨著云計算應(yīng)用的不斷深入,未來中國數(shù)據(jù)中心市場將迎來新的跨越發(fā)展期，下一代數(shù)據(jù)中心將被打造成動態(tài)、智能、綠色、可擴展的云計算平臺，要實現(xiàn)這些，用以保障基礎(chǔ)設(shè)施無障礙運行的UPS同樣面臨著挑戰(zhàn)。　　

    因為應(yīng)用外包、信息托管以及以提供虛擬冗余為目的的重復(fù)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性應(yīng)用性、綠色節(jié)能方向發(fā)展。　

    云計算帶來的第一個要求就是標(biāo)準(zhǔn)化，作為全球領(lǐng)先的關(guān)鍵電源與制冷服務(wù)提供商，來自施耐德電氣IT事業(yè)部大中華區(qū)副總裁兼數(shù)據(jù)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)品無論是UPS還是供配電模塊完全是標(biāo)準(zhǔn)化，可以通過熱通道遏制系統(tǒng)和InRow這種制冷，讓我們的制冷變成標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)中心管理軟件平臺，它能夠把數(shù)據(jù)中心里面的樓宇、配電、供電、制冷，以及實際運營情況，完全監(jiān)控起來，最后匯總到一個界面里面，讓你一目了然。增加設(shè)備和減少設(shè)備的時候，它會提醒你所有可以影響到關(guān)聯(lián)的應(yīng)用。我們的產(chǎn)品和解決方案完全能滿足標(biāo)準(zhǔn)化的要求。”　

    如果說互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展改變了世界，現(xiàn)在云技術(shù)的出現(xiàn)使這種改變世界的能力更加大幅提高，UPS作為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的重要環(huán)節(jié)，也正在把云的概念引入到UPS電源系統(tǒng)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(qū)技術(shù)總監(jiān)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(shù)據(jù)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(dāng)設(shè)備計算量不大的低負載狀態(tài)時，部分模塊自動進入休眠狀態(tài)，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(tài)，完全實現(xiàn)了按需作業(yè)，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(fā)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(tǒng)組成。微機系統(tǒng)通過各類信息的分析綜合，除完成UPS相應(yīng)部分正常運行的控制功能外，還應(yīng)完成以下功能（德國AEGSVSProtect系列UPS已經(jīng)實現(xiàn)這一點）；　　

    2．完全數(shù)字化　　

    AEGSVSProtect系列UPS采用最新的數(shù)字信號器DSP，實現(xiàn)了UPS系統(tǒng)的100%數(shù)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(tǒng)，用三個有獨立供應(yīng)電源的微處理器來控制整流器、逆變器和靜態(tài)電子旁路，因而更高地提高了系統(tǒng)的數(shù)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(shù)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(nèi)置輸入隔離變壓器，大大提高了UPS電源對外界瞬態(tài)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(shù)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(guān)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(guān)速度比可控硅要高一個數(shù)量級，場效應(yīng)晶體管MOS-FET比功率晶體管要高一個數(shù)量級，而IGBT功率器件電流容量比MOSFET大得多，且導(dǎo)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(tài)響應(yīng)特性和精度大大提高。　

    5．冗余并機技術(shù)　　

    德國AEGSVS公司開發(fā)新的應(yīng)用技術(shù)，目前其并機技術(shù)可說是處于業(yè)界領(lǐng)先地位。通過幾個UPS冗余并機運行，可以更進一步提高系統(tǒng)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(shù)，可組成UPS系統(tǒng)（至少兩臺UPS）　

    AEGUPS并機運行模式不需另外加設(shè)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(tǒng)會自動承擔(dān)全部載，對負載不會產(chǎn)生任何影響。AEG通過獨一無二的靈活多主機技術(shù)（FMMT）來保證系統(tǒng)安全可靠萬無一失。AEG的CAN總線高速、有效的通訊實現(xiàn)了FMMT技術(shù)。如果兩個主機的任意一個出現(xiàn)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(shè)備及電源裝置產(chǎn)生的偕波電流及滯后電流嚴(yán)重污染電網(wǎng)，隨著各種政策法規(guī)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(yīng)在電網(wǎng)輸入端采用功率因數(shù)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(shù)，使UPS的輸入功率因數(shù)達0.98以上。　

    UPS的未來市場展望　

    在計算機網(wǎng)絡(luò)以及通信事業(yè)迅猛發(fā)展的推動下，當(dāng)今UPS已在大量引進微處理監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)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(diào)控管理功能。UPS網(wǎng)絡(luò)化有兩方面的含義。一是UPS及其監(jiān)控系統(tǒng)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(dāng)電源出現(xiàn)異常時，UPS內(nèi)部的微控制器會及時把異常信息發(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)管理員及時處理，并在UPS供電時間結(jié)束前自動中止計算機或局域網(wǎng)的運行，并將現(xiàn)場信息自動存盤。通過MODEM向有關(guān)人員發(fā)出EMAIL、BP-CALL等，在這個意義上UPS是其保護網(wǎng)絡(luò)的幾個節(jié)點。另一方面的含義是把UPS當(dāng)做廣義網(wǎng)絡(luò)的一個獨立節(jié)點并裝上通信適配器，給UPS分配獨立的IP地址。這樣，網(wǎng)管員或被授權(quán)人可在網(wǎng)絡(luò)的任何地方通過網(wǎng)絡(luò)像管理計算機一樣對UPS的情況進行實時遠程監(jiān)控，利用這種控制功能用戶可在計算機網(wǎng)絡(luò)終端上實時監(jiān)控UPS的運行參數(shù)。此外，用戶還可以在計算機網(wǎng)絡(luò)終端上對UPS的輸出執(zhí)行定時的自動開機、自動關(guān)機操作。在自動完成將程序和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入磁盤操作之后，再自動“關(guān)閉操作系統(tǒng)”。這樣有序的關(guān)機操作，將確保用戶的軟件和數(shù)據(jù)的安全可靠。　

    近十年來，隨著電信產(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(yīng)用。作為不可或缺的通信領(lǐng)域的“守護神”，大功率UPS不僅能夠防止瞬時停電和事故停電對用戶造成的危害，保障通信運營商的業(yè)務(wù)連續(xù)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(wěn)定，從而為不斷更新的通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源供應(yīng)。　

    技術(shù)創(chuàng)新，一直是高端UPS市場競爭的核心。從應(yīng)用上來看，包括UPS在內(nèi)的動力平臺是網(wǎng)絡(luò)平臺正常運行的強大基礎(chǔ)，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的躍升必然反映到動力平臺之上，并對動力系統(tǒng)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(tǒng)的可靠性等等。UPS產(chǎn)品提供商必須立足客戶需求，不斷尋求技術(shù)上的突破，很好地解答這些問題。　　

    另外，整個行業(yè)繼續(xù)沿著提供整體解決方案的方向發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深入，用戶需求的個性化差異更大，不但要求UPS產(chǎn)品具備相當(dāng)?shù)目煽啃耘c穩(wěn)定性，而且更加關(guān)心整個供電系統(tǒng)甚至支持整個數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的物理基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性和穩(wěn)定性，要求廠商能夠提供電源系統(tǒng)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(tǒng)的維護管理成本。<