碳達峰、碳中和，綠色可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為我們的共識。伴隨著日益提升的算力需求，數(shù)據(jù)中心能耗問題也進一步引起人們的重視。數(shù)據(jù)中心如何才能實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展？新能源的采用會為數(shù)據(jù)中心供能帶來什么新變化？又將如何去進行應(yīng)對？日前，施耐德電氣在武漢舉辦的三相UPS Galaxy V系列產(chǎn)品評測活動中，施耐德電氣關(guān)鍵電源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心科研中心總監(jiān)林密、三相UPS產(chǎn)品經(jīng)理連博、首席技術(shù)專家石葆春向我們揭示了如何通過Galaxy V系列產(chǎn)品的“E變換”功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心供電的高可用性和低TCO。

　　當下全球都在倡導(dǎo)低碳、綠色，未來可再生和清潔能源占比會越來越多。我們國家現(xiàn)在的風(fēng)能、太陽能、水電、核電等可再生及清潔能源占比約占整個國家能源的16%。像石油、煤碳這種不可再生能源為84%。到2025年，我們國家在可再生及清潔能源占比力爭要達到25%。未來這個比例可能會越來越高，分布式能源的占比也會越來越大，這會對整個數(shù)據(jù)中心的設(shè)計、架構(gòu)、以及產(chǎn)品都會有新的要求。

　　可再生能源主要來自于水能、風(fēng)能和太陽能，并且主要都是以電能的形式出現(xiàn)。這些能源都很容易受到自然因素的影響，由此而產(chǎn)生出來的電力供應(yīng)也并不像傳統(tǒng)火電電能那樣穩(wěn)定。于是在采用更多來自于電網(wǎng)或本地分布式可再生能源的數(shù)據(jù)中心中，就會出現(xiàn)一些全新的應(yīng)用需求，例如儲能、峰谷電價差降本功能、增容扛峰等等。

　　而施耐德電氣推出的三相UPS Galaxy V系列產(chǎn)品，具有20-80%的大功率充電能力，兼容鋰電池儲能、具有峰谷電價差降本功能和增容扛峰功能，能夠?qū)崿F(xiàn)與新型電力系統(tǒng)的互動與兼容。很好地實踐了綠色可持續(xù)發(fā)展的理念，為碳中和做出了貢獻。

　　Galaxy V系列所具備的E變換模式，進一步提升了系統(tǒng)的效率降低TCO，并延緩了部件的疲勞和老化，提升了可用性，為高可用性碳中和的數(shù)據(jù)中心做出了貢獻。

　　本次主要是對E變換模式進行了功能和參數(shù)的測評。

　　E變換技術(shù)是施耐德電氣在2012年取得的專利，并在2014年首次應(yīng)用到Galaxy VM系列產(chǎn)品上，該技術(shù)是UPS行業(yè)的一個重大革命，突破了傳統(tǒng)雙變換和ECO旁路運行模式的局限，可以為用戶帶來多維度的價值。

　　

　　E變換模式工作原理圖

　　E變換技術(shù)融合了在線雙變換和ECO模式兩大模式的優(yōu)點，既延續(xù)了前者的穩(wěn)定可靠，又兼顧了后者的節(jié)能高效，效率更可高達99％，在保證可靠安全的前提下，實現(xiàn)電費節(jié)省。

　　以Galaxy VL 500KW為例，半載下相比傳統(tǒng)UPS每年可節(jié)約15萬度電，相當于減少CO2排放157207公斤。當市電發(fā)生故障中斷供電時，E變換可以實現(xiàn)0ms切換到逆變器輸出，保證供電連續(xù)性的無縫銜接，同時也具備全天候的諧波處理能力，輸入功率因數(shù)0.99，輸入電流諧波<3%，避免UPS成為電力污染源。

　　E變換技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在Galaxy V系列每一款產(chǎn)品當中，將為客戶的業(yè)務(wù)連續(xù)性提供更可靠、更高效的保障。

　　通過在施耐德電氣武漢實驗室采用Galaxy VS系列 100kVA UPS主機，進行了E變換模式的功能測試展示中我們可以了解，E變換模式下，逆變器一直處于工作狀態(tài)，與旁路市電并聯(lián)，共同支撐負載。最終控制的結(jié)果是，旁路市電提供有功功率和基波電流，而逆變器提供無功功率和諧波電流。當旁路市電故障或超出設(shè)定允許的窗口范圍后，系統(tǒng)會關(guān)斷旁路可控硅，0ms切換到雙變換模式，由逆變器100%的支持負載。

　

　　在60% RCD電子負載下（用UPS模擬嚴苛的負荷），測得輸出功率因數(shù)0.7，輸出諧波電流91.5%。而輸入功率因數(shù)0.98，輸入諧波電流13.3%。

　　調(diào)整負載使得三相負載不平衡，三相輸出電流分別為59.8A，16.6A，61.2A，輸入三相電流為49.4A，42.2A，48.0A。

　　拉掉開關(guān)，模擬市電斷電，用示波器捕捉輸出電壓波形。E變換模式下，逆變器100%支撐負載，不存在切換時間，因此0ms中斷。而同樣的測試中，ECO旁路模式下，切換時間為5.1ms。

　　除了E變換工作模式以外，Galaxy V系列還具有很多獨特的優(yōu)勢。例如，新成員Galaxy VL 采用了模塊化設(shè)計，使用50 kW功率模塊，功率從200 kW可擴展到500 kW。柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊占地面積僅為0.8平方米，易于安裝、使用和維護。此外，Galaxy VL系列在逆變器設(shè)計上也采用了新型的混合三電平逆變器技術(shù)，在采用普通IGBT器件時，逆變效率可達97.5%。同時IGBT承壓降低到400V，提高了器件的可用性。

　　最值得一提的是，Galaxy VL系列具有開創(chuàng)性意義的Live Swap（在線插拔），采用防觸控安全設(shè)計以及物理分隔，使得電弧能量低于1.2cal/cm2。并已經(jīng)獲得全球權(quán)威的UL第三方測試認證，可以真正確保電氣安全、人身安全和便捷維護兼得。

　　新發(fā)布的Galaxy VL系列吸收了模塊化UPS設(shè)計理念和負載均衡的技術(shù)。一個模塊50kw，3U，重33kg，并機模式下，以模塊為單位均衡負載；當一個模塊失效時，可以由其他功率模塊均分負荷，系統(tǒng)更可靠。輕巧的尺寸設(shè)計，規(guī)格200-500kVA的外形尺寸寬*深*高 850mm*925mm*2055mm，占地面積僅為0.8m2，可以節(jié)省安裝空間，為配電規(guī)劃提供更多選擇。

　　更好地與電網(wǎng)匹配、更高的效率、更長的設(shè)計使用壽命以及更小的尺寸設(shè)計，使得Galaxy VL系列UPS不但可以滿足現(xiàn)有電網(wǎng)的使用需求，更可以在不遠的將來，為綠色清潔能源的廣泛采用提供可靠的支持。此外當Galaxy V系列UPS與施耐德電氣通過UL9540A標準認證的（用來評估電池儲能系統(tǒng)大規(guī)模熱失控火蔓延情況的測試方法，受到相關(guān)部門的廣泛認可，也是美國權(quán)威的行業(yè)規(guī)范。）鋰電池柜相結(jié)合后，更可以為用戶提供出可用性更高、TCO更低、占地更少、更清潔環(huán)保、使用壽命更長的UPS供配電系統(tǒng)，充分滿足未來綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的供電需求。