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使大型UPS電源系統(tǒng)更的分析

2019-11-13 08:52:01  3008次瀏覽 次瀏覽
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指定和選擇UPS電源系統(tǒng)的傳統(tǒng)方式幾乎將重點完全放在系統(tǒng)的可靠性上,該指標(biāo)由制造商和咨詢工程師提供的平均故障間隔時間(MTBF)表示。當(dāng)前,兩方面的問題正將效率指標(biāo)推向與可靠性同等重要的地位:

(1)對系統(tǒng)整個壽命期內(nèi)總擁有成本(TCO)的關(guān)注以及

(2)公共和私人推動的環(huán)保行動,例如由電力公司提供的"綠色樓宇"認(rèn)證計劃和需求端管理計劃。

造成UPS低效率有兩個主要因素:UPS模塊本身的固有損耗,以及系統(tǒng)的實施方式(即正確選型、冗余)。在指定UPS系統(tǒng)時,所考慮的效率值經(jīng)常只是制造商所公布的狀況值。這容易造成誤導(dǎo),將對其進(jìn)行進(jìn)一步解釋。

假設(shè)的例子可能是證明這種慣例對企業(yè)電力開支實質(zhì)性影響程度的方式??紤]兩套來自不同制造商的1MWUPS系統(tǒng)。UPS系統(tǒng)1和UPS系統(tǒng)2具有相同的公布效率(滿載時為93%),以2N式體系結(jié)構(gòu)運行,電費成本為0.10美元/kWh,且支持一300kW負(fù)載。

許多人會認(rèn)為運行這兩套系統(tǒng)的年度電力成本應(yīng)該沒有區(qū)別。除在緊急或維護(hù)情況下,這種說法都是站不住腳的。在2N式配置中UPS從不會以負(fù)載水平運行,因為"N"的每一側(cè)均必須能夠在另一側(cè)故障時支持全部負(fù)載。因此,正常運行中每一UPS上的設(shè)計負(fù)載不能超過50%。實際上,在每一系統(tǒng)上2N式系統(tǒng)甚至很少達(dá)到50%的負(fù)載。一些實地調(diào)查顯示,2N式數(shù)據(jù)中心僅以其2N容量的20-40%1運行。

對于本例,假設(shè)為典型的30%的負(fù)載,每臺UPS支持150kW。系統(tǒng)1中每臺UPS每年的電力損耗成本為10,470美元,而系統(tǒng)2中每臺UPS則為28,322美元。由于每套系統(tǒng)中均有兩臺UPS,電力損耗成本將分別加倍至每年20,940美元和56,644美元。這些由UPS損耗的能量表現(xiàn)為必須由制冷系統(tǒng)排出的熱量。

假設(shè)每kW熱量需要400W的制冷系統(tǒng)功率來排出,則每年需要的額外成本分別為8,376美元和22,651美元。在本例中2,典型的數(shù)據(jù)中心壽命為10年,導(dǎo)致UPS系統(tǒng)損耗總成本分別為293,165美元和793,021美元,如表1所示。那么,這兩套看似相同的UPS系統(tǒng)的電力損耗差距是如何達(dá)到幾乎3倍的呢?

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