“绿色数据中心”概念在全球节能环保的大趋势下，在各大IT厂商的推动下，近两年来逐渐从“起点”上升到“沸点”：无论是从芯片级入手提升服务器性能，还是改进基础软件架构效率，或者是改善机房基础设施环境，各大厂商纷纷提出各自的解决方案。台达作为数据中心基础设施解决方案的领导者，也为打造绿色数据中心提出了相应的解决方案。
数据中心的电能主要被两类设备所消耗：IT设备和机房设备。IT设备主要包括服务器、存储设备和网络设备;机房设备包括UPS、配电设备、线缆、空调设备、照明设备、监控设备等。从目前国内外的调查数据看，绝大多数数据中心中，机房设备的耗电要比IT设备的耗电高。在一个典型的数据中心中，空调系统(包括冷水机、加湿器和机房空调)消耗了45%的电能，IT得到的电能仅占30%，UPS供配电系统消耗了23%的电能，照明系统及其它消耗了2%的电能。
针对UPS供配电系统消耗的电能，台达提供了如下的解决方案。
1.采用低负载率下的高效率、低谐波海福HIFT系列UPS
1)产品概况
由于台达海福HIFT系列UPS采用模组化的架构设计，在运行时，每一个模组平均分配所有负载，当其中有一个模组发生故障，其他模组可再次均分该故障模组的负载，而故障模组可在不中断系统的情况下在线“热”更换，随后重新投入使用。在整个故障修复的过程中，系统供电完全没有中断，并且修复时间相比传统的UPS系统大幅缩短，真正实现了故障修复时间为零。一个系统由多个模组组成，单个模组的功率较小，因此可以构成N+X系统配置方案。在系统运行时，各模组也是均分负载容量，并且当实际配置负载容量较小的时候，冗余的X数量还会增加，可用性也会大幅增加。海福HIFT系列UPS由于模块和系统可冗余、可实现在线热插拔、插拔模块有“防呆”设计等功能，完全可以实现动态扩容。单机容量可以从20KVA扩充到120KVA，可4台单机并联，最大可扩充到480KVA，实现了从20KVA到480KVA的全功率段的容量配置。当负载降至27%时台达HIFI UPS还可以保持大于94%的整机效率，其自身节省的能耗以及节省的空调电费是一个非常可观的数字。智能风扇调速功能、风扇停转告警功能、体积小、重量轻、高功因、低谐波等等。
2)海福HIFT高智能容错UPS系统绿色节能
绿色就是无污染，模块化结构可以降低这污染。台达海福HIFT系列UPS为高频机，工作频率都在20kHz以上，这超出了人的听觉范围，所以这时UPS不会像工频机那样，变压器和电抗器都发出令人心烦意乱的噪音，影响工作情绪。台达海福HIFT系列UPS高频化模块的输入功率因数都在0.99以上，这对电网而言几乎是线性负载，基本不破坏市电电网电压的正弦波形，谐波含量小于5%。因此，电网中由模块化UPS引起的高次谐波干扰几乎不用考虑。
同时，台达海福HIFT系列UPS全负载段高效。一般UPS厂商在标示UPS效率时多标示92%，是载量用到100%下的效率。只有当负载比较低时依然能够保持高效的UPS才是真正高效的UPS，因为UPS的负载量一般会在60-80%，冗余越多，负载量会越低。台达海福HIFT系列UPS当负载降至27%时还可以保持效率大于94%，其自身节省的能耗以及节省的空调电费是一个非常可观的数字，而且高效率意味着更低的故障率和更长的使用寿命。
最后，由于台达海福HIFT系列UPS采用模组化的架构设计，客户可根据负载的实际需要进行配置UPS模块，减少了不需要UPS的容量，与传统的UPS方案比较大大提高设备利用率，同提高UPS系统的效率。
3)采用台达海福HIFT高智能容错UPS系统PUE的贡献
供电系统在PUE指标中占0.15--0.2左右(供电系统效率在80-85%左右);提高允许电源基础设施随着负载的增加而增加的适应性、模块化架构，以减少数据中心的过度规划，降低损耗的潜力：30-40%。(例如效率从88-92%)对PUE 的贡献是-(0.03-0.04);降低系统电流谐波，可降低上游设备的容量，有利于降低谐波损耗和设备空载损耗，对PUE 的贡献是-(0.01-0.02);采用高效UPS设备(例如无输出变压器高频机)可提高效率，对PUE 的贡献是-(0.02-0.03)，降低输入谐波且不需要增加滤波器对PUE 的贡献是-(0.01-0.02);采用HIFT高智能容错UPS系统PUE的贡献-0.05左右。
2. 采用高性能数据中心供电系统的数据中心直流UPS 供电技术
传统的UPS供电系统存在的主要问题是如何有效地提高系统可靠性。可靠性不高是传统的UPS设计理念造成的，而传统设计理念的结症又可归结为备用能源配置方法问题。备用能源(电池)要经过UPS设备中最薄弱环节—逆变器才能向负载供电，这是造成UPS系统必须两次变换能源、系统中存在着负载和UPS本身两个谐波源、系统过于复杂和结构臃肿、成本不断攀升、效率低下、可靠性难以有效提高的根本原因。
台达高性能数据中心供电系统(HD-1)系列直流UPS系统对传统UPS系统做了重大变革，改变了备用能源配置方法，由备用能源(电池)直接用直流电压对负载供电，以上问题就迎刃而解，使UPS 系统的可靠性、建造成本、能源利用率、系统标准化等方面，都会产生革命性的变化。
—能源一次变换
—输出直流直接给IT设备供电
1) HD-1数据中心直流UPS集成化
HD-1数据中心直流UPS系统是高度集成化的系统，包括输入交流切换、输入交流配电、系统AC/DC摸快、输出直流配电、机架PDU配电、系统管理等必要的环节和功能。
2) HD-1数据中心直流UPS模块化
— 高度模块化设计;
— 监控、功率模块、智能配电控制板等，都具有模块热插拔功能;
— 重要部件冗余配置;
— 设备容量利用率高，效率高;
— 边成长边投资
3) HD-1数据中心直流UPS电池容量利用率100%
传统UPS经过逆变器输出;直流UPS电池组直接给IT设备供电，电池容量利用率100%。
4)系统效率提升，直流供电系统PUE贡献
AC/DC模块效率高达97.5%，模块化系统提高了模块容量利用率，保证AC/DC模块高效运行。供电系统PUE贡献为- 0.1。
3. 总结
“绿色”作为节能环保的代名词，如今已风靡全球，随着全球气候日趋变暖和能源日趋紧张、能源成本不断上涨，企业中的高能耗部门数据中心正面临着降低能耗、提高资源利用率、节约成本的严峻挑战，构建节能型的数据中心受到越来越多的数据中心管理人员和IT厂商的关注，并成为未来数据中心的必然发展趋势。数据中心的节能可以从IT设备节能、软件虚拟化节能和机房设施节能等三大方面来进行。但由于前两项都是建立在对服务器等核心IT设备的匹配研究基础上得到的，而目前相关的技术并不成熟，使用的成本也过高。与其相比，从机房设施的节能入手更加经济和可靠。
原标题：数据中心供电系统的节能措施
