一、机房建设应遵循的原则及UPS发展的趋势

当前数据中心建设如火如荼，具有关方面统计，到2012年数据中心机房可达53.2万个。可见用电量之大不可忽视。数据中心直接为IT设备供电的电源几乎都是UPS，数据中心用电量少至为几十千伏安，多至几千千伏安，如果保守估计平均每个机房包括空调在内的用电量是100kVA，那么就是：
　　
　　53.2×104×100kVA=532×105kVA
　　
　　如果负载功率因数为0.8，每年的用电量就是：
　　
　　532×105kVA×0.8×8760h=4662980×105度，
　　
　　即将近6千亿度电！可算是用电大户了。在把节能减排作为一个基本国策的今天，节能更是放在一个重要位置。
　　
　　国务院国有资产监督管理委员会研究局副局长楚序平在“2009绿色通信与节能创新研讨会”上指出：中央通信企业在采购中要实施“三优先”：
　　
　　优先采购节能的通信设备和产品
　　
　　优先采购低排放的设备和产品
　　
　　优先采购复合循环经济理念的设备和产品
　　
　　当然在其它领域也应该遵照这个原则。这就是节能的方向。所以在数据机房的建设中也应该有一个相应的节能措施。

1.当前机房建设应遵循的“五性”“三原则”
　　
　　五性：
　　
　　先进性：目的是延长机器的服务寿命，比如当前UPS正处在高频机型逐步代替工频机型的时代，如果把将要退出和正在退出历史舞台的机器盲目购进，就有一旦故障而找不到备件的风险，到时会导致无奈换机，使机器提前报废。
　　
　　稳妥性：主要是可靠性与可用性。可靠性是指硬件的平均无故障时间，一旦设备出现故障，没有应急保障措施（比如维修）指标。而可用性则指的是在指定运行时间内，可靠供电时间所占整个运行时间的百分比。比如一年8760h，如果可用性指标是A=99.999%，那么允许故障维修时间t：t=365天×24h×（1-A）=8760h×（1-0.99999）=0.0876h≈5.3min
　
　　灵活性：指的是不停电在线增减容量、便于移动和更换等。
　　
　　可管理性：指的是监控、维修和保养。
　　
　　经济性：指的是最好的性价比。

三原则
　　
　　节能的原则
　　
　　选择什么设备就必须了解这种设备的发展趋势。机房中主要的供电设备就是UPS，那么就必须了解UPS的发展趋势，即高频（数字）化、小型化、智能化、模块化和环保化。
　　
　　以负载为0.8的100kVAUPS为例：工频机UPS的效率一般在90%，而高频机UPS的效率一般在95%以上，现在已有的供电方案使效率高于97%，以二者效率相差5%相比，高频机UPS每年比工频机UPS节约50000度电，即工频机UPS每年比高频机UPS多消耗50000度电能。
　　
　　环保的原则
　　
　　环境污染的三个方面：可闻噪声污染、电噪声污染和大气污染。由于高频机UPS的输入功率因子几乎为1，所以可闻噪声污染和电噪声污染已被消除。不过由于目前大功率高频机UPS的工作频率还不能达到和超过20kHz，所以可闻噪声暂时不能消除，除此之外的其它指标已远远走在工频机UPS的前面。
　　
　　节省占地面积的原则
　　
　　节约原材料、减轻重量、节约成本和能量。一个机房建成或改造后未进设备前显得特别空旷，但不久就显得特别拥挤了，所以一开始就得选择综合性强的设备，比如在条件许可的情况下可选供配电一起的UPS设备。
　　
　　二、n+x模块化结构UPS的出现是IT发展的需要
　　
　　1、UPS是计算机家族的孪生兄弟
　　
　　早期的计算机输入都是将数字元或文字题目分解成0和1的基本布尔代数形式，然后将排列好的数字穿成8孔纸带，再通过光电机输入计算机，一旦市电停电，计算机内的计算结果就全部丢失。因此当时的计算机就希望在市电断电时能给计算机一个信号，而后有一个供电设备再继续供电5s，使计算机把现场的计算结果存起来，等市电恢复供电后，计算机就可以根据存储的结果继续计算了，于是就出现了第一代飞轮储能式UPS。二者相依为命，形成了孪生兄弟，也就是说UPS几乎是和计算机同时出现的，并且UPS就是为了保护计算安全而诞生的。UPS一直发展到今天高水平、多累行的静止变换式和飞轮储能式两类UPS。2、以往IT机房对供电容量要求的困难
　　
　　在早期的计算机房对供电容量的要求并不精确，再加之当时的UPS都是所谓塔式单机，所以一般都是单机供电。后来由于对可靠性的要求越来越高，就出现了并机供电方式。那时也只是大容量的单机并联。由于当时的这些原因和资金报批制度现实，一般对机房供电容量就一步到位。实际上一般最终使用量比最初的设计小的多。这就是为什么以往的计算机机房“大马拉小车”者居多。比如图1所示的估计近5年的用电容量可能达到图中最上面的虚线值，于是就购买这么大容量的UPS，而几年下来实际用量远远小于估算值。比如某金融单位元按1600kVA容量配备的UPS，3年后才用了不到300kVA，造成了很大的浪费。3、n+x模块化冗余UPS满足了所有IT设备对供电可靠性的要求。

　　
　　n+x并联式模块化UPS的出现就解决了这个困难，如图1中的阶梯线所示，模块可以随着机房机器容量的增加而方便地增容。达到了边增容边投资的要求，节约了长期占用资金的矛盾。
　　
　　同时也解决了小功率UPS不能并联的矛盾。当时一般服务器的用电量小于5kVA，对供电的可靠性要求同样很高，但这种容量的UPS无法并联，原因是UPS的并机板比主机还贵，导致了相当一部分小型机房的供电可靠性无法提高，影响了工作的顺利进行。第一代n+x并联式模块化UPS的出现也使这个问题迎刃而解。
　　
　　4、模块化UPS的含义
　　
　　n+x冗余并联式模块化UPS的最大特点就是可以“热插拔”，即在不妨碍正常供电的前提下可以带电插拔UPS模块，或进行更换，或增容。这一方面提高了供电的可靠性，另一方面也给机房的值机人员带来了方便。如图2所示，目前UPS模块小至几百伏安，如图2（a）所示，就是4kVA一个单元的小模块，如图2（b）所示的就是40kVA一个单元的模块，图2（c）所示的就是275kVA一个单元的大模块。

（御风）