一　引言

隨著互聯網技術的普及，以開展數據托管業務為目標的Internet數據中心(簡稱IDC)、以數據聯網集中為目標的企業自用數據中心及以數據安全為目標的數據備份中心得到了迅猛的發展，通信運營商、銀行金融系統、政府及各大型企業等都在進行大型數據中心機房的建設。如何確保如此數據高度集中機房的安全運行是供電系統設計的首要命題，其次是這些數據心的設備用電負荷通常都在數千KW以上，每年的電費動輒高達數千萬元，如何在安全供電的前提下降低機房的能耗，是機房供電系統設計需要解決的另一關鍵課題。

眾所周知，數據中心所有營運負載幾乎都是通過UPS電源來供電的，確保UPS以最安全的模式運行，提高UPS系統自身的工作效率，是數據中心機房供電系統安全與節能設計的核心。因此，積極引入先進的設計理念和業界成熟的電源設計技術，對數據中心UPS供電系統進行系統化的安全與節能設計，在提高數據中心機房UPS供電系統可靠性的同時，大幅度降低機房的運行成本和提高節能減排水平，是當前數據中心供電系統設計的當務之急。

二　UPS供電系統的“系統級”休眠技術設計

現代T4級數據中心機房UPS系統通常采用多套2(N+1)或2N雙母線結構配置來來保證供電的可靠性。

就絕大多數的數據中心機房UPS而言，不管實際營運的負載有多大，這一系統中的全部UPS均投入運行。而通常數據中心的負載是分步增長的，尤其是IDC機房，初期機房很空、負載很輕,這時所有的UPS都開動起來本身就是一個很大的能源浪費;另外就UPS的效率曲線而言，其效率與負載率成正比變化關系，負載率越低效率也越低。假設每套并機初期的負載總量僅為一臺的容量(實際往往會更低，某通信運營商的國際數據中心，運行一年多了，負載僅為一臺的1/4)，那么四臺并機工作時每臺UPS的負載率為25%，以500KVA的12脈沖UPS為例，在這一負載率下的效率僅為85%以下，這意味著約有215%500KVA0.9=135KW的電被白白浪費掉了。更為致命的是，對于多臺并機系統而言，如此低的負載率很容易引起并機系統振蕩，導致UPS故障和系統宕機事故。

因此，為了提高可靠性和減少大量能源在低負載下的白白浪費，數據中心機房UPS系統采用綠色休眠節能技術是非常必要的。這一技術能在負載較低的情況下，自動根據當前總負載的大小，決定投入運行UPS的臺數，在保證應有的N+1冗余供電情況下，退出多余的UPS并使其進入休眠狀態，以達到安全運行與節能的目的。針對前述的負載，具有綠色休眠技術構成的每套UPS并機系統將僅有兩臺UPS投入工作保證系統的1+1，其余UPS處于休眠狀態基本不消耗電能，這樣每臺工作UPS的負載率將達到約50%，對于12脈沖UPS其相應的效率也提高到90%左右(IGBT整流UPS此時的效率將高達95%)，減少了能源的損耗;隨著機房負載的增加或減少，機房管理者可以根據負載量變化的多級“容滯回線”預先設定UPS的投入與退出點，自動地“喚醒或休眠”UPS，如圖2所示。“容滯回線”的設定，可以有效防止在負載升級轉換點，某臺UPS頻繁地投入或退出，保證系統運行的穩定性;對于負載波動幅度較大的區域,△P值應取得稍大，通常這一值可取10~15%的單機額定容量。