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模块化UPS电源如何提供灵活的电源管理选项
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模块化UPS电源如何提供灵活的电源管理选项
责任编辑：cres 作者：Robert McFarlane | 2021-07-20 11:02:30 原创文章 企业网D1Net
UPS电源可以提高数据中心供电系统的可扩展性和效率。数据中心管理人员应该考虑部署模块化电源以实现设备冗余、混合部署以及节约成本。
传统上，企业部署集中式大型UPS电源系统为其数据中心基础设施提供备份电源，而如果管理员增加UPS电源的容量以支持未来需求，这种方法通常成本高昂并且效率低下。而采用模块化UPS电源将使管理员可以更轻松地调整UPS电源的容量和规模，提高负载效率，并延长硬件工作寿命。
模块化UPS电源为备用电源带来灵活性
模块化UPS电源的主要优点是能够根据需要增加容量，并降低维护成本。而UPS电源模块是可热插拔的，管理员可以自行更换。采用模块化设计的UPS电源可以增加所需额定容量更多的模块，这使得它们本质上是冗余的，其成本远低于大型UPS电源系统。
例如采用“N+1”冗余的三个模块化UPS电源，每个UPS电源以约33%的负载功率运行，而2N架构的每个UPS电源半载运行。在任何情况下，如果一个UPS电源模块出现故障，其他的UPS电源模块将分担整体负载。
模块化UPS电源还提高了电力基础设施的效率。UPS电源通常在接近最大额定容量时以最高效率运行。而当负载水平降低时其运行效率也随之下降。这些效率损失从表面上看似乎并不大，但随着时间的推移将会累积起来造成更多的能耗。
由于这些模块化UPS电源接近满载运行，管理员很容易安装和重新配置。购买传统UPS电源并考虑到未来容量扩展的企业通常最终会部署远低于所需容量的UPS电源系统。实现冗余通常意味着UPS电源系统在容量不足的情况下运行，这也意味着降低了效率。但是管理员可以通过“N+1”冗余模块化电源系统和更精细的电源管理获得更高的效率。
超大规模数据中心运营商和托管数据中心提供商使用具有多种架构的模块化UPS电源，以最大限度地降低运营成本，并保持可用的冗余容量。这些UPS电源被称为分布式UPS电源或模块化冗余UPS电源，可以混合部署不同容量的模块UPS和不同规模的负载，并以最低的投资成本提供所需的容量和冗余。
管理员还可以从冗余闲置UPS系统借用额外容量，直到他们安装新的模块UPS电源。这种设置意味着采用冗余架构使数据中心受到供电的影响很小。
截至2020年，UPS电源供应商提供的UPS电源具有以下优势和特点：
•在广泛的负载范围内实现97%以上的效率;
•边缘计算的数据中心级可靠性;
•混合部署模块化UPS电源;
•UPS系统采用锂离子电池;
•大型数据中心采用新的冗余设计;
•机架UPS的功率因数高达0.95。
很多数据中心采用10kVA至50kVA规模较小的模块化UPS电源。与多个并联UPS系统相比，“N+1”冗余设计在每个模块UPS源中提供更低的冗余成本和更高的负载效率，而2N设计提供准确的负载匹配。某些UPS设计使管理员能够添加不同容量的模块并均匀地分配负载。
而功率较小只是相对的。对于大多数企业来说，采用模块化UPS电源的功率通常为25kVA、50kVA或100kVA，但大型数据中心可能会使用250 kVA或500 kVA的传统UPS电源。
配置注意事项
管理员必须管理2N冗余配置，以便UPS电源系统的负载不会超过其容量的50%。如果容量超过50%，UPS系统会过载，并且负载共享系统将会出现故障。因此，在2N冗余模式下运行的每个UPS电源都必须以低于最大运行效率的方式运行。
通过精心管理，与容量更大的传统UPS电源系统相比，管理员可以将模块化UPS配置为更接近最佳电源负载;这可能会带来一些长期的节能效果。管理员必须进行控制和管理，以便始终至少有一个模块UPS电源处在备用状态，否则可能会失去冗余保护。
模块化UPS电源系统的缺点取决于如何设置硬件。大多数企业将较小的模块化UPS电源安装在附加的行内机柜内，这意味着增加了机房的空间和重量。
根据安装的机柜数量和配电柜安装的数量，规模经济性可能会降低。而管理员可以采用模块UPS电源解决任何潜在的性能问题。
电池技术的应用和发展
大多数数据中心的UPS电源采用的电池通常是阀控式铅酸(VRLA)电池。大多数UPS电源都使用这种类型的电池，但它具有一定的故障风险和使用寿命的限制，可能会增加更换成本。如果企业运行的大型数据中心的UPS电源使用VRLA电池，那么在机柜行之间放置功率较小的UPS电源是不切实际的。
锂离子电池和富液式电池与VRLA电池相比具有多项优势。它们更小、更轻，可以承受更多次数的放电。这使它们成为调峰的理想选择，有助于降低电力成本。而对于锂离子电池的应用，管理员应该考虑在集中式UPS电源采用。
UPS电源的锂离子化学和包装与消费级电子产品有很大不同，但它们仍然会造成危害。围绕锂离子电源产品的防火要求要严格得多，这可能需要企业升级火灾警报和消防系统。
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