数据中心供电系统的节能中

数据中心UPS电源节能

目前数据中心采用高频UPS较多，在数据中心应用场景，有高频机完全替代工频机的趋势。高频机凭借其节能和设备投资低，成为数据中心应用的主流产品。

高频UPS与工频UPS的技术特点工频机和高频机是按UPS不间断电源的设计电路工作频率来区分的。工频UPS是以传统的模拟电路原理设计，由晶闸管整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz，所以叫工频UPS电源。

高频UPS电源通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。IGBT可以通过控制加在门极的驱动来控制其开通与关断，IGBT整流器开关频率通常在几千赫到几十千赫，甚至高达上百千赫，远远高于工频机，因此称为高频UPS电源。

可靠性从可靠性上来说，高频UPS电源要优于工频机，高频机采用微处理器，以软件程序运行UPS，体积和重量方面都有明显的优势，对空间和环境影响小。

表3.工频UPS与高频UPS可靠性对比表

由上表可知，高频UPS与工频UPS的性能几乎相当，甚至某些方面更具有优势。

节能性高频UPS电源比工频UPS电源更节能。目前市场上大部分厂家生产的高频机UPS电源，高频机半载效率可达94%，工频机半载效率一般为88％，因此，从这个方面看，高频机要优于工频机。加上工频UPS本身重量和体积相对较大，加上变压器的影响，对安装施工造成不便，同功率条件下，高频机的占地面积和重量相对较小，可减少施工成本。

表4双母线系统下1台kVA大功率UPS正常运行情况电费节约分析

表格中考虑10%IT负荷年增长率，节能率5%，双母线系统设置，电价按0.5元计算。分析10年节能的总耗电量。相较于工频UPS，高频UPS有较好的节能与经济效益。

高频模块化UPS更加节能因塔式UPS根据供电规划提前布置好满足今后用电需求的容量，且为保障用电可靠性，供配电系统需要冗余配置，常采用N+1配置，核心重要负载采用2N或2（N+1）配置，保证任一条线路故障时系统也会正常运行。因此种配置加之前期业务负荷率较低，导致设备低负载率运行。

高频模块化UPS的配置灵活，可以调控配置UPS容量，具有可在线扩容优势。可以在适合的范围内接近负载实际运行容量，改善业务前期UPS的低负载率的运行常态。

柴油发电机技能技术

发电机转速调节技术在变速柴油发电机组中，柴油机转速随负荷变化而变化，柴油机拖动异步发电机发电，变频器将异步发电机发出的变频变压的电能变换成恒频恒压的电能，同时给异步发电机提供励磁。节能控制单元是变速柴油发电机组转速控制的核心，节能控制单元从变频器采集负载功率信号，根据最佳运行转速曲线公式计算柴油机的最佳运行转速，并调节柴油机的运行转速。

图1变速柴油发电机组系统框图

国内外针对变速柴油发电机组进行了许多研究，诸如变频器控制策略、变频器性能优化、柴油发电机组与风力发电联合运行等，但是对变速柴油发电机组中柴油机的运行转速的研究相对较少。变速发电的一大优势就是燃油经济性好，而柴油机运行转速与燃油消耗率密切相关。为了最优化变速柴油发电机组的燃油消耗率，须采用变速柴油发电机组的最佳运行转速节能技术。

智能变频风扇节能技术柴油机工况的特性是：柴油机机身（水温）温度保持在较高（通常为80-98Ｃ）状态的带载能力及效率是最佳的。在柴油机启动至投入负载阶段，应该使水温快速升高，然而，冷却风扇却始终全功率反方向降低温度，造成很多无功损耗，特别是极端低温的环境，能耗及环保的影响更为显著；另外，在机组整个带载过程，最佳的工作状态是使柴油机的发热与风扇的冷却效果保持相对平衡。为此，应用变速风扇是优化冷却系统，实现柴油机始终处于最佳工况并大幅降低能耗、改善燃烧效果及减少排放的有效途径。

提高柴油发电机冷却水的温度冷却水温度提高能够使发电机组机身温度升高，不仅促使柴油较完整的燃烧，而且能够将机油粘度变小，从而减少了运动的阻力，能达到省油效果。

油料前需做净化处理柴油发电机60%左右的故障来自供油系统，所以在往发电机组加入油料前必须进行处理。处理的方法如下：买回的柴油搁置沉淀2-4天左右再使用，可沉淀掉98%左右的杂质，如现买现用，可在油箱加油滤网处放两层绸布或卫生纸。处理油料的目的是为了让柴油发电机组燃油时更加充分。

发电机在额定功率内运行在使用柴油发电机的时候最好在额定功率以内，不要超载使用，不然达到省油的目的。超载运行不但影响发电机组的寿命，而且耗油量大大增加，一般负荷率控制在合理水平，负荷率在50%至80%之间较省油。

柴油发电机需定期进行保养在长期使用柴油发电机时形成正常磨损，如果保养不当，会形成非正常磨损，导致汽油发电机组的缸套形成纵行拉痕，缸径、活塞侧间隙超出规定值，活塞环的撑力相应减小，出现刮油不净现象。

其次因油环内的内撑扭曲簧断开在油环的开口位置，致使刮油不净而参与燃烧，造成机油严重消耗症状，具体表现为柴油机起动困难，排气管有明显的蓝烟冒出，呼吸器喷油严重。

保持最佳供油角如供油角偏移，会造成供油时间过晚，耗油大增。

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