UPS不間斷電源
近年來，“東數西算” 推動數據中心（符合 GB50174-2017 標準）密集落地，海量數據依托數據中心高效流轉。不間斷電源（UPS）作為供電系統 “最后防線”，全力保障業務連續性。
本文聚焦不同類型 UPS 的特點、差異及場景適配，為用戶提供系統性選型評估參考。
UPS的分類及辨別方法
我國UPS產業化始于上世紀80年代中期，較發達國家晚近20年。歷經30余年發展，UPS關鍵技術取得突破：高端大功率UPS功率等級從千瓦級躍升至兆瓦級，與國外品牌設備在功能性價值上已難分高下。
目前，國內外廠商已研發出多類“高頻UPS”機型，可滿足不同數據中心應用場景的需求，其中主要應用的三種類型為塔式UPS(高頻一體式)、模塊化UPS(全熱插拔)和類模塊UPS(業內俗稱“假塔式”)。
圖1 各類型高頻UPS的內部結構示意
塔式UPS和模塊化UPS的全方位對比
結合塔式UPS和模塊化UPS的結構差異及其在項目中的實際應用表現，業內對兩類機型的評價總結見表1。
除此之外，兩類機型在以下幾個方面亦有較大差異。
機內均流風險
得益于獨立的三相結構，塔式機內不會出現模塊輸出不均流的現象；而模塊機內部則存在模塊輸出不均流現象，且隨著時間的推移，有不均流加大的風險。
電容更換成本
塔式機通過大電容螺栓安裝在銅排上，模塊機用小電容器焊接于 PCB 板，兩者電容更換成本差異顯著。塔式機電容更換成本約為整機 10%，模塊機需換全功率模塊，成本達整機 50% 以上。
運行效率
通過采用功率模塊休眠技術，模塊機的休眠顆粒度為50kVA或100kVA，此外，可通過提升整機的負載率以獲得更高的運行效率。整體而言，模塊機運行效率高于塔式機0.5%左右。
故障概率及維修時間
獨立的三相結構決定了塔式機整機內部器件發生故障的概率將遠低于模塊機功率模塊的故障概率。若故障發生，維修塔式機內部器件的時間約為30分鐘，而模塊機在有備份模塊的情況下，更換模塊僅需10分鐘。
尺寸及重量
塔式機尺寸較大，安規距離可達到國家標準的1.5倍以上；而模塊機尺寸較小，在滿足國家標準安規距離要求時散熱能力較差，器件老化速度較快。在重量方面，塔式機較重，模塊機重量僅為塔式機的70%左右，因而成本更低。
塔式UPS和模塊化UPS適合的場景
基于不同的結構和特性，塔式UPS和模塊化UPS均有相應適合的應用場景，用戶可根據實際項目情況進行選型。整體而言，數據中心選型可考慮以塔式UPS為主。
根據并機方案選型
模塊化 UPS 靠并機實現功率模塊冗余，且并機數量越多，模塊間環流越大。因此，2 臺并機時模塊化與塔式 UPS 均可選用，3 臺及以上并機建議用塔式 UPS。
高安全場景
對于將“高可靠運行”要求置于首位的數據中心，因其設計理念追求的是“不會壞”，所以建議首選塔式UPS。同時，目前高頻塔式機的效率只略低于模塊機，也可同時兼顧節能的需求。
“極致節能”場景
對 “極致節能” 優先的數據中心，可首選模塊化 UPS。其運行效率比塔式機高 0.5%，休眠功率顆粒度更小，節能更優。但需注意，模塊化 UPS 設備故障可能更頻繁。
塔式UPS和模塊化UPS的應用情況
現階段，我國高等級數據中心應用領域廣泛，本文將以金融行業數據中心UPS系統應用情況為例，同時列舉互聯網數據中心(Internet Data Center,IDC)的應用情況進行分析。
金融行業應用塔式UPS占比超過99%
通過測算顯示，2018年起金融行業1000臺以上機柜數據中心中，塔式機應用比例超95%，占絕對主流；若回溯近十年，該場景塔式UPS占比達99%以上。2018年以來相關UPS系統應用情況見表2。
UPS三三高頻塔式30KVA機
IDC等應用模塊化UPS占比80%以上
目前 IDC 多采用模塊機，模塊機雖單機成本低、效率略高，但過度追求成本會因能量密度高引發安規距離小、溫升高、器件老化快等問題，為數據中心安全埋下隱患。
UPS作為數據中心基礎設施中最重要的設備之一，其對于供電連續性的影響至關重要。架構安全、穩定可靠、在行業中積累了成熟經驗的塔式UPS，或可作為用戶的優先選擇。
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