本技巧讨论了如何为您的数据中心选择大小合适的不间断电源 (UPS)。它还解释了 UPS 选型中的常见错误以及 UPS 额定功率为何如此令人困惑。

在为您的数据中心购买合适的不间断电源(UPS)时，尺寸很重要。这个技巧解释了UPS的大小和容量规划。

孩子1：“我爸爸的UPS比你爸爸的大！”

孩子2：“但我爸爸每千瓦的kVA更高！”

这种虚构的儿童玩笑表明长期以来围绕UPS评级的混乱。UPS超大已经变得如此普遍，以至于“越大越好”通常被认为是理所当然的。那么您的UPS应该有多大，这些评级究竟意味着什么？我会解释为什么孩子1的父亲可能会浪费精力，为什么孩子2的吹牛实际上是负面的。如果您曾经对UPS评级感到困惑或误导，那么您并不孤单。

首先我们需要了解术语。

伏特(V)x安培(A)=伏安，或VA。（我们马上就会谈到瓦特。）

所以480Vx250A=120,000VA。

这是一个很大的数字，所以我们除以1,000得到120千伏安，或120kVA。

在力锐斯的文章在计算数据中心电力负载时避免常见的陷阱 ，说的是交流电（AC），VA确实不等于瓦，但没有说为什么。还说我们可能会忽略今天服务器的错误。但对于UPS评级，差异确实很重要。我们来讨论一下原因。

对于交流电源，完整的公式如下：

瓦特=伏特x安培x功率因数，或W=VxAxpf。

功率因数被定义为“实际功率”和“视在功率”之间的比率，但这不是一篇工程文章，所以这就是我们要说的关于该主题的全部内容。瓦特是实际功率，伏安是视在功率，所以VA显然是一个神秘的东西。但是对于当今的数据中心来说，重要的是瓦特数，所以我们可以让谜团消失。

我们确实需要了解，除了白炽灯泡、加热器和烤面包机之外，称为功率因数的东西很少是1.0。它通常小于1.0，永远不会超过，因此瓦特通常小于伏安。现在让我们回顾一下那些今天的功率因数在0.95到0.99之间的服务器。

120Vx3.0A=360VAx0.95pf=342W

这是VA和瓦特之间的微小差异。有了更好的功率因数，它甚至更少，这就是为什么我们说除非您有很多硬件，否则错误无关紧要。

另一方面，大多数UPS系统是根据kVA额定值销售的，但多年来一直设计为功率因数为0.8。因此，具有0.8pf的100kVAUPS只能提供80kW的实际功率。如果您相信它们是相同的，您最终会发现您有20,000W的不足。这就是许多人在他们的UPS说“98%容量”时感到惊讶的原因之一，但他们远未达到他们购买的kVA额定值。规则：如果您的UPS功率因数小于您的计算机硬件功率因数，您的实际UPS容量将是它的kW额定值，而不是它的kVA额定值。

由于服务器功率因数变得更好，现在许多UPS的功率因数设计为0.9，因此100kVAUPS将具有90kW的容量。并且至少有一个制造商设计为统一或1.0功率因数，这意味着kW和kVA额定值相同。（对于这样的UPS，负载限制将是kVA，而不是kW，因为您的计算机设备并不完美。换句话说，100kW/100kVAUPS的最大输出可能在95kW左右。）我们不会讨论功率因数通常在0.7左右的小型UPS——它们以瓦特为单位，所以您会知道。

如何确定不间断电源的尺寸
当我们知道千瓦和kVA额定值后，我们就可以确定UPS的尺寸。我们之前展示了如何估算实际负载瓦数，并解释了为什么数据中心功率通常高出40%到60%。现在我们将展示如何“调整大小”UPS。从实际估计的第一天数据中心负载（千瓦）开始，然后添加一些净空。一个好的经验法则是125%（即80%的加载）。然后选择下一个最高标准尺寸的UPS。这提供了一些增长，以及在升级期间安装并行系统的能力。

这在一段时间内是好的，但它不包括长期。我们还需要增长到我们计算出的最终负载，但我们不想在预期中过大系统。在低负载时，UPS会将更多的电能浪费在热量上，并且通常在接近其额定容量运行时效率最高。效率差异很大，但许多 双转换UPS在80-100%负载时为90-95%，然后下降。今天有高达98%的高效系统可用，通常使用与我们习惯不同的技术，因此为了获得真正的效率，我们可能需要以不同于以往的方式思考问题。但让我们将更传统的系统效率视为行业规范。

· 50%负载时为89%；

· 88%在40%负载；

· 86%在30%负载；

· 20%负载时为82%。

这就是24/7/365损失的能量，这需要更多的能量来冷却。

今天一个很好的考虑是模块化或增量启用的系统之一。它们让您计划最大增长，但仅提供您最初需要的实际容量。模块化系统让您可以根据需要插入UPS容量。增量启用的系统提供相同的最终结果，但附带已安装但已禁用的额外容量。当您准备好时，它会通过软件或固件激活。这些系统都以不同的方式发展，但原则是相同的——增加容量并在需要时付费。当然，这种灵活性有一定的前期溢价，但它避免了全部初始资本支出，同时还节省了能源，这可能意味着良好的投资回报。让我们来看看为什么。

100kWUPS的1%效率损失是每年每天1,000W或24千瓦时(kWh)。

· 1%x100kW=8,760kWh/年=$876@$0.10和$1,226@$0.14每千瓦时

· 1%x500kW=43,800kWh/年=$4,380@$0.10和$6,132@$0.14每千瓦时

· 1%x1,000kW=87,600kWh/年=$8,760@$0.10和$12,264@$0.14每千瓦时

5%的效率损失更显着，这就是为什么对于冗余UPS而言，正确调整大小更为重要。让我们假设一个100kW的UPS，看看在两个不同模块或增量大小下N+1和2N冗余的效率。

对于50kW的模块，N+1实际上是一个150kW的系统，具有100kW的可用容量。（如果三个模块中的任何一个出现故障，另外两个仍然维护系统。）100kW的80%是80kW，这仅是实际150kW容量的53%。我们的效率下降了不到1%——还不错，只是系统经常运行在这个水平以下。

使用10kW模块，N+1是一个110kW系统，仍然具有100kW的可用容量。（如果11个模块中的任何一个发生故障，其他10个模块仍会维持系统。）100kW的80%是80kW，这是实际110kW容量的73%。我们回到了最高效率范围，即使是在较低的使用水平。

2N只是两个100kW系统，无论模块大小或配置如何，每个系统仅运行80kW负载的一半。（如果其中一个系统出现故障，另一个将承担总负载。）40千瓦仅为设计容量的40%，进入低效率范围，低于此损耗会迅速增加。这就是为什么绿色设计意味着仔细考虑我们真正需要的冗余水平。

因此，要正确调整UPS的大小，您必须执行以下操作：

· 做出现实的负载估计；

· 提供合理的上升空间和短期增长；

· 知道千瓦和kVA额定值；

· 购买具有增长到长期容量的能力，但只激活您需要的；

· 仔细考虑您真正需要的冗余级别；

· 检查您将运行的负载级别的效率；

· 并仔细查看当今市场上的各种UPS选项。

您可能会对谨慎选择所带来的不同感到惊讶。

关于力锐斯：

力锐斯总部位于深圳，现有南京力锐斯、江西力锐斯等多家子公司；力锐斯三大生产基地分别位于广东深圳、江苏扬州和江西上饶， 主要生产免维护蓄电池、UPS(不间断电源)、微模块、空调、配电、动环等。

力锐斯公司拥有专门的研发中心和极富创造力的科技研发队伍，以雄厚的科技技术力量不断突破新技术、新材料、新工艺的应用。不但拥有全面的产品线，而且每个产品系列都依据“以产品本身占优”和“以产品为用户创造和提升价值”的理念而设计，以客户为中心，建立和谐的力锐斯生态链！ 

产品广泛应用于政府、金融、通信、教育、交通、气象、广播电视、工商税务、医疗卫生、能源电力等各个行业领域。