数据中心（Data Center）所有营运负载几乎都是通过UPS来供电的，因此如何进一步提高UPS的工作效率，将是快速改善数据中心（Data Center）供电系统乃至整个数据中心（Data Center）PUE指标的核心途径。
绿色节能已经成为当今数据中心（Data Center）建设的潮流，而能源使用效能值（PUE）则是衡量数据中心（Data Center）竞争力的一个重要指标。据最新的报道，国外最先进的数据中心（Data Center）的PUE值能够达到1.06，而我国IDC的PUE平均值为2.5以上，这意味着我国IT设备每耗费一度电，就有多达1.5度电被数据中心（Data Center）的基础设施消耗掉了，这一现象在中小规模数据中心（Data Center）中更为严重，通常其PUE的测量值普遍在3左右。这表明有大量的电能被消耗在供电系统、制冷系统这些基础设施上了，而用于IT设备中的电能仅为总耗电的33%.
专注于解决数据中心（Data Center）能耗问题的绿格子组织（Geen Grid）近日推出了两个新的标准，分别是炭使用率（CUE）标准以及即将推出的水使用率标准（WUE），旨在更强烈地推动数据中心（Data Center）PUE指标的快速改善。因此，无论从节能还是生存角度看，PUE值都应该引起数据中心（Data Center）运营商的高度重视。
对于影响数据中心（Data Center）PUE值的供电、制冷两大基础设施而言，供电系统的能效是问题的根本，因为供电系统的低效加剧了制冷系统的负担，加倍地导致PUE指标的攀升。而数据中心（Data Center）所有营运负载几乎都是通过UPS来供电的，因此如何进一步提高UPS的工作效率，将是快速改善数据中心（Data Center）供电系统乃至整个数据中心（Data Center）PUE指标的核心途径。
1 IT负载对供电系统的真实需求
要提高整个数据中心（Data Center）供电系统的能效，必须重新科学地审视数据中心（Data Center）IT负载量，把握IT负载对输入电源供电品质的真实需求。
当前IT负载内部的输入电源模块基本上采用两种标准制式，即ATX制式和SSI制式。这两种制式电源的主电路如图1所示。
分析这一电源的工作原理能够看出，无论是ATX还是SSI电源，输入的220V交流电进入IT负载内部后，都必须经四级变换，最后转换成稳定的12V、5V、3.3V的直流电压，提供给IT负载内部的CPU、内存、存储设备、网络通信芯片等“真正的IT负载”使用。这四级变换分别为：
（1）输入滤波级：噪声抑制与滤波，对输入交流电进行必要的滤波；
（2）第一变换级：桥式整流器，将稳定或不稳定的220V交流电变为约200～300V的直流电；
（3）第二变换级：高频逆变器，将经滤波的直流电经高频开关PWM调制转换成精度非常高的稳压稳频交流电。不同电源的交流电频率通常会在50kHz到250kHz之间选定，随着电源技术的进步和功率器件的发展，这一频率将来可能高达1MHz；
（4）第三变换级：高频隔离变压器，将高频交流电降压并隔离；
（5）第四变换级及输出滤波级：高频整流器及输出滤波，将稳定的高频交流电转换成恒定的直流12V（或5V、3.3V）输出。
从这四级的变换过程能够看出，IT电源自身具有非常高的对电网干扰的净化、隔离功能及对电压、频率波动的稳压功能，而且一般服务器负载对输入交流电源电压、频率窗口的适应性非常宽。以HP Proliant DL380服务器为例，其输入电压范围为100～240V，输入频率范围为50～60Hz；Sun Fire V100服务器的输入电压范围为90～264V，输入频率范围为47～63Hz.可见，其对市电电压与频率的适应能力不亚于绝大部分的UPS，甚至优于UPS.
由此能够得出如下结论：IT负载完全允许在一定范围内波动的输入交流电源。这一结论也与 IEEE给出的计算机对电能质量要求的ITIC电压容限曲线完全相符，如图2所示。
2 改变UPS工作模式来提高能效的可能性
当前数据机房UPS系统的工作模式为双变换在线工作模式，本来的目的是通过“AC/DC和DC/AC的双变换”给IT负载提供稳定的净化电源。但是在这一模式下，UPS的效率很低，通常满载工作效率仅为90%～95%（视UPS结构的不同），如果对于当前数据机房普遍采用的2N电源系统架构，其正常工作的最大负载率仅为40%左右，在这一负载率下，UPS的工作效率也要相应降低，通常为85%～94%，这导致了能源的极大浪费，并降低了整个数据中心（Data Center）的PUE指标。
根据上一节的分析，IT负载自身的输入电源具有“AC/DC、DC/AC、AC/AC和AC/DC的四个变换级”，而且其变换的频率是当前所有UPS的开关变换频率的10～20倍，因此其变换输出的精度也几乎是UPS的10～20倍，而且IT电源自身也允许输入交流电源在一定范围内波动，可见在绝大部分的工作时间内，UPS的双变换对于IT负载来说是没有必要的多余重复。其次，从数据中心（Data Center）机房的输入供电系统看，通常都配置了专用的大容量10kV/380V隔离变压器、补偿电容柜、防雷防浪涌抑制器等，其输入市电的品质也得到了较好的保证。笔者曾对某企业数据中心（Data Center）的输入市电进行了长达三个月的电能质量检测，从测量结果得知市电的电能质量是非常优秀的，其电压纯净度、稳定度、频率稳定度及其它干扰、瞬时电压畸变等数据很好，甚至优于UPS供电输出。
所以，在这样的市电及IT负载电源背景下，为了进一步提高节能水平，考虑对数据中心（Data Center）机房UPS供电系统引入效率高达99%的绿色休眠技术，并依据输入市电的品质设置自动分级运行模式，直接用IT负载内部电源的“高精度四变换”代替UPS的“双变换”，消除多余的“重复变换”，是完全可行和必要的。
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