浅谈UPS系统设计的节能运行方式原理

一、休眠式工作模式

对于UPS而言节能的标识就是效率，高效率就是节能，节能就可以提高可靠性。系统效率η的定义表达式就是

假如图4-18所示为100KW UPS系统，其本身功耗是10KW，那么在满负荷时的效率η为

图4-18 休眠式工作模式示意图

如果后面的负载是40KW，那么此时系统的效率η为

从上面的计算可以看出，UPS系统的带载量越大，其效率也就越高。图4-18就是根据这个道理而设计出来的休眠式运行方案。图中的负载是500KW，双电源输入，每一路为两个300KW的模块并联机柜。仍假设在均分负载情况下的η1，每个机柜功耗为10KW，那么在这种情况下每个机柜的效率为

但此时发现在这样的负载下用300KW*2+300KW就够形成2+1的冗余结构了，这时可以令一个300KW模块休眠，这样每个模块的输出功率就是500KW*1/3≈167KW，每一个模块的效率η1就是

效率又提高了两个百分点。同样，当负载再减小时，比如负载降到了300KW时，那就再休眠一个模块，如果负载又回到了400KW，那就唤醒一个模块……。就是这样根据负载的大小变化来及时调整模块休眠和唤醒模块的数量，以使系统永远处于高效率状态。达到了节能的目的。

二、旁路式工作模式

图4-19所示的两种旁路式运行方式可得到更好的节能效果。图4-19（a）所示的是前面已经介绍过的节能运行原理图，即是说当交流输入电压稳定在额定值的±10%范围内时，UPS旁路开关Bypass闭合，将负载直接接到输入电源上，但此时UPS并不关机而是出于热等待状态，等待对干扰的吸收和对输入电压瞬变超限的补偿。只有当输入电压慢变化超限时才又回到UPS供电状态。

上述的这项技术已推广到图4-19（b）的双电源应用中，图中的浅色粗线条是电流的路径。在这种应用情况下供电系统的效率可以达到98%以上，这就给优化数据中心的PUE提供了很大的空间。

图4-19 两种旁路式节能运行方式原理图

编辑：黄飞