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時序控制:當(dāng)最近的使能電源的輸出電壓進(jìn)入到窗口中時,時間延遲被觸發(fā),以按照上電時序接通下一個電源軌?赡苄枰哂卸嘀厣想娕c斷電時序,或具有差別較大的上電與斷電時序的復(fù)雜時序控制。超時:如果已經(jīng)使能的電源軌沒有按照預(yù)期上電,可以執(zhí)行一套適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施(例如產(chǎn)生一個中斷信號或關(guān)閉系統(tǒng))。相比之下,純模擬的解決方案只會令系統(tǒng)簡單地掛在時序中的那一點上。監(jiān)控:如果任一電源軌上的電壓超出了預(yù)設(shè)的窗口,可以根據(jù)發(fā)生故障的電源軌、故障類型和當(dāng)前的工作模式,采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施。含有五路以上電源的系統(tǒng)通常都相當(dāng)昂貴,因此全面的故障保護(hù)是極為重要的。即使系統(tǒng)中的最高電壓只有3V,仍然可以通過內(nèi)置電荷泵產(chǎn)生大約12V的柵極驅(qū)動電壓,從而允許輸出能夠直接驅(qū)動串聯(lián)的N溝道FET。其它額外的輸出能夠使能或關(guān)斷DC/DC轉(zhuǎn)換器或穩(wěn)壓器,使輸出內(nèi)部上拉至其中一個輸入電壓或內(nèi)置的穩(wěn)壓電壓。輸出也可以被指定為開漏輸出。輸出可以用作狀態(tài)信號,如電源良好或上電復(fù)位。如果需要的話,狀態(tài)LED可以直接由輸出來驅(qū)動。電源調(diào)整除了能夠監(jiān)控多路電壓軌并提供復(fù)雜的時序控制解決方案之外,ADM1066等集成電源管理器件還可以用于暫時或永久調(diào)整某些電壓軌電壓。通過調(diào)節(jié)器件上調(diào)整節(jié)點或反饋節(jié)點上的電壓,可以改變DC/DC轉(zhuǎn)換器或穩(wěn)壓器的電壓輸出。一般來說,通過介于輸出與地之間的電阻分壓器,來調(diào)整/反饋引腳上設(shè)置的標(biāo)稱電壓,從而設(shè)置標(biāo)稱輸出電壓。通過切換反饋回路中的額外電阻或控制可變電阻的簡單方案,可以改變調(diào)整/反饋電壓,進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出電壓。ADM1066具有DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器),可以直接控制調(diào)整/反饋節(jié)點。為了實現(xiàn)最大的效率,這些DAC不會在地與最大電壓間工作,而是會以標(biāo)稱的調(diào)整/反饋電平為中心點,在一個相當(dāng)窄的窗口中工作。蓄電池組直接通過dc-ac逆變器將蓄電池組的直流電轉(zhuǎn)換為交流電ups的輸入空氣開關(guān)及輸出空氣開關(guān)最好都用三聯(lián)的近些年來,企業(yè)已經(jīng)趨向于選用更小的模塊(10kVA—50kVA)來構(gòu)建更大規(guī)模的UPS系統(tǒng)。而大家都知道,在工程領(lǐng)域優(yōu)缺點總是共存的。這種模塊化設(shè)計的優(yōu)點是可以按照業(yè)務(wù)需求來提高系統(tǒng)性能(假設(shè)規(guī)模不變)并降低維護(hù)成本。這些模塊是支持熱切換的,用戶可以將其返還給廠家進(jìn)行更換或維修。一般來講,模塊化系統(tǒng)會適當(dāng)?shù)脑黾右粋模塊來提升自己的性能,而不是僅僅局限于提供額定的性能,在盡可能比特大型系統(tǒng)少花錢的基礎(chǔ)上使其天生具有“N+1”冗余的性能。很多年來,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心***UPS電源系統(tǒng)都會使用某種雙轉(zhuǎn)換設(shè)計模式,先選擇交流電源(AC),將其轉(zhuǎn)換為直流(DC)給蓄電池充電,然后再將其轉(zhuǎn)換回交流。這些UPS系統(tǒng)要使用特大型的模塊來提高系統(tǒng)性能或是實現(xiàn)(N+1)冗余。例如,你可以將三臺500kVA的UPS最大功率控制在1000kVA,這樣的話,如果其中任何一個被關(guān)閉,總的設(shè)計性能依然不變。硬件虛擬化——另一個廉價的解決方案是將服務(wù)器虛擬化以減少使用服務(wù)器的數(shù)量,同時,也降低了數(shù)據(jù)中心的熱量。虛擬硬件產(chǎn)生的熱量低于等效的非虛擬設(shè)置。需要注意的一個問題是,一個虛擬機(jī)會比所替代的服務(wù)器產(chǎn)生更多的熱量,增加每個虛擬機(jī)架的熱量密度,產(chǎn)生需要管理和耗盡的熱點。然而,對于已經(jīng)達(dá)到制冷容量的數(shù)據(jù)中心而言,虛擬服務(wù)器能夠減少整體熱量的分布,并且保持系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行,而無需進(jìn)一步的升級和擴(kuò)展操作。
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按需擴(kuò)容的柔性規(guī)劃
一般地市級中心機(jī)房的建設(shè)都不是一步到位,會考慮今后未來5到10年的需求,但是UPS一般都是一步到位,一次就安裝了2套大功率的UPS并機(jī),結(jié)果初期負(fù)載只有規(guī)劃容量的10%~20%,沒等承載所規(guī)劃的負(fù)載就進(jìn)入了設(shè)備淘汰期。這不僅造成投資的浪費,而且也無法使UPS運(yùn)行在較高的效率點,造成電能的浪費。如何避免這種情況的發(fā)生,從UPS供電系統(tǒng)角度考慮,應(yīng)該包括以下幾個方面。
供電方案設(shè)計
(一)供電方案設(shè)計
目 前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電2種。分散供電的特點是一臺UPS為一臺或多臺負(fù)載設(shè)備供電。分散供電的好處是分散風(fēng)險,不會因為一臺UPS供電異常而造成大面積停電;缺點是UPS分散布置,不便管理,而且布線不易規(guī)劃。另一種是采用集中供電方案,由一套大功率的UPS供電系統(tǒng)直接對機(jī)房的所有負(fù)載供電。集中供電的好處是便于規(guī)劃、管理方便、維護(hù)方便;缺點是如果UPS系統(tǒng)異常,容易引起大面積停電事故,此缺點可以通過采用各種并聯(lián)構(gòu)架來避免。因此,以上兩種方案各有優(yōu)缺點,目 前的中心機(jī)房一般都采用集中供電方案,也集中了供電的風(fēng)險。當(dāng)機(jī)房UPS裝機(jī)總?cè)萘砍^一定限度時,建議將機(jī)房按幾期規(guī)劃分成幾個區(qū)域進(jìn)行供電。
(二)UPS在線并機(jī)擴(kuò)容功能
機(jī)房UPS容量的規(guī)劃,可以根據(jù)不同時期的負(fù)載容量要求采用逐步擴(kuò)容的方案,使投資方案更經(jīng)濟(jì),同時也能使UPS工作于較佳的效率點。目 前中、大功率段的UPS均已經(jīng)具備冗余并機(jī)功能,不僅提高了系統(tǒng)的可靠性,同時也為機(jī)房擴(kuò)容提供了條件。只要規(guī)劃時在UPS前后配電箱預(yù)留足量的空氣開關(guān),并在機(jī)房規(guī)劃相應(yīng)空間,即可實現(xiàn)UPS并機(jī)擴(kuò)容功能。關(guān)鍵是并機(jī)的過程處理,多種品牌UPS并機(jī)時需要對UPS的設(shè)置進(jìn)行修正,此時要求UPS必須在維修旁路狀態(tài)工作,UPS由市電直接帶載,如果此時市電波動較大甚至停電,將造成系統(tǒng)的大面積癱瘓。所以并機(jī)擴(kuò)容必須具備在線并機(jī)功能,即UPS并機(jī)擴(kuò)容時,只需將新增UPS軟件修改至與原UPS系統(tǒng)一致后,在不關(guān)閉原有UPS系統(tǒng)的情況下直接將新增UPS并入原有系統(tǒng)即可,擴(kuò)容前后,UPS均工作于在線模式下,避免切換至旁路供電的高風(fēng)險操作。
采用模塊化
(三)采用模塊化UPS實現(xiàn)逐步擴(kuò)容
目 前,模塊化UPS已經(jīng)開始在國內(nèi)應(yīng)用,模塊化UPS特點主要包括:可擴(kuò)容、平均故障修復(fù)時間(MTTR)短、可經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)“N+X”冗余并機(jī)。以臺達(dá)C系~IJUPS為例,每個模塊為20kVA,整個系統(tǒng)最大可擴(kuò)容至160kVA,可以根據(jù)機(jī)房的實際容量需求,逐步擴(kuò)容,只要在機(jī)房初期規(guī)劃好配電容量即可。同時,實現(xiàn)“N+X”冗余比較劃算,以60kVA的容量要實現(xiàn)“N+I”冗余為例,傳統(tǒng)方案必須擴(kuò)容一臺60kVAUPS,而采用模塊化UPS,則只需擴(kuò)容一個20kVA的模塊即可,節(jié)省大筆資金的投入。
三、提高UPS自身能效,優(yōu)化負(fù)載效率曲線
目 前UPS均為在線式雙變換構(gòu)架,在其工作時整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個容量為60kVA的UPS為例,每度電按1.2元計算,UPS效率每提高1%,一年節(jié)省的電費為5045.76元。可見提高UPS的工作效率,可以為數(shù)據(jù)中心節(jié)省一大筆電費,也是降低整個機(jī)房能耗的最直接方法。因此采購UPS應(yīng)盡量采購效率更高的UPS。
當(dāng)然UPS效率高不僅僅是滿載時效率高,同時也必須具備一個較高的效率曲線,特別是在“1+1”并機(jī)系統(tǒng)時,根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃,每臺UPS容量不得大于50%,如果此次效率僅為90%以下,就算滿載效率達(dá)到95%以上,也是沒有意義的,所以要求UPS必須采取措施優(yōu)化效率曲線,使UPS效率在較低負(fù)載時也能達(dá)到較高的效率。
除了提高UPS自身的效率之外,UPS的一些功能也可加以利用。比如像ECO經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式,其原理是在較好的市電環(huán)境下,激活此功能,使UPS由靜態(tài)旁路直接供電,此時逆變器處于待機(jī)狀態(tài),正常工作但不輸出能量,_旦市電異常,UPS立即切換到逆變器供電狀態(tài),切換時間一般在1毫秒以內(nèi),由于逆變器處于待機(jī)狀態(tài),所以自身損耗很小,此時UPS的整機(jī)效率可以達(dá)~1J97%以上,比正常模式減少3%以上的損耗。
使用ECO模式必須具備2個條件:一是靜態(tài)旁路必須采用兩組高可靠晶閘管,不得采用接觸器加晶閘管的組合,因為接觸器吸合時接觸點會打火,一般工作數(shù)百次之后就不能正常工作,而晶閘管則不存在此問題,同時可以縮短切換時間。二是建議在較好的電力環(huán)境下使用,比如一級供電單位等。