模块化UPS对传统UPS的性能优势比较
UPS模块优缺点
时至如今，大数据时代对于服务器的整体运作效率提出了空前的挑战，如何实现高效稳定的供给能力如何衡量模块化UPS是否经济可靠以下是模块化UPS的优劣分析。
?模块化UPS的优点?首先我们谈谈model?ups的几个优点。
1、可以根据使用单位的将来业务增长而动态增长，就像你买了个刀片服务器，先买个能插刀片的框，后面慢慢随着业务增加而增加。
2、可以方便的做控制主机冗余。
MODEL?UPS最好的一个特点，也是我最喜欢的特性之一。
我可以告诉我的客户。
因为模块化UPS的功率控制主机是可以采用多种组合方式的。
比如：?我只是20K的负载，我买了一块40K的主机功率模块应该是足够了。
如果要做1+1冗余，传统的UPS需要用两台主机加两套电池来搞定。
用模块化UPS则不存在这种问题，在40K模块的基础上再加一块40K模块，即可实现机组的冗余。
不比增加电池组。
当然了，如果有些较真的朋友会说：?“如果电池组坏了怎么办那岂不是模块化UPS就废了”?我想说，这是很难办到的，除非你买的是不太正规的电池厂家生产的电池，加上日常你不对其进行正常维护，否则。
正常使用状况的优质电池组怎么会那么容易坏掉?模块化UPS的缺点?缺点，那自然就是其等同功率负载能力下的预算费用会比传统UPS要高不少，特别是一线品牌例如APC、艾默生、克劳瑞德等差别更大。
?碰上选择的问题时使用单位或制作解决方案的工程商就要根据项目预算及机房中其他系统在整个机房工程中所占的比例来权衡了。
还要考虑是否该客户将来可能会增加机房设备容量。
因为从商务成本来说，第一次买了机框和电池后，第二次购买一个模块相比买台整机来说会划算。
并且不需要考虑机房空间的占用问题。
模块化UPS的特点：具有多种工作制式该产品具有多种制式可供选择，易于操作，可实现多种进出线方式：1/1,1/3,3/1或3/3、输入频率可为50Hz也可设置输出频率60Hz、输出电压可设为220V、230V、240V。
若再配置输入、输出变压器则可满足全球范围内所有国家和地区的供电需求。
模块化UPS及塔式UPS方案对比
（2）相比模块机的成本低；
（3）个厂家生产的各UPS容量基本一致。
（1）初期负载率低，会导致效率低；
（2）分期仅可整机分期，不能按模块分期。
综上，由于项目规模大，采用塔式UPS的综合性价比高，建议此用塔式UPS。
（1）大功率模块热插拔影响UPS系统的安全，即不宜选用大功率模块UPS；
（2）设备相对集中，承重要求高；
（3）设备造价相比一体式塔机造价高；
（4）维护成本高，更换整个功率模块的维护成本，高于器件级的维护成本；
（5）模块分期实施时，二期必须选用同品牌同规格同型号的功率模块；
（6）大型项目模块机并机案例比较少；
模块化UPS及塔式UPS方案对比
方案
优点
缺点
模块化UPS
（1）模块化热插拔设计，边成长边投资，配装维修速度快，前期可有效降低设备投资，终期相比增长投资。
（2）采用模块化热插拔结构，可降低UPS的维修时间，提高系统的可靠性。
（3）高效率，高输入/输出功率因数，可节约运行成本。
（4）一般前期的IT设备容量低，会导致UPS带载率低，即：损耗大效率低，而模块化UPS分期增长模块，可提供UPS带载率，即：提高UPS的效率。
模块化UPS方案与传统UPS方案的对比
方案二：采用高可用性的模块化冗余UPS解决方案
第一期采用1台350KW的N+1模块化冗余方案，冗余安全负载350KW,最大负载375KW ，双路输出到机柜负载；
第二期采用2台350KW的N+1模块化冗余方案，冗余安全负载700KW,最大负载750KW ，双路输出到机柜负载；
最终可采用2台500KW的N+1模块化冗余方案，冗余安全负载950KW,最大负载1000KW ，双路输出到机柜负载；
模块化方案从负载35％到100％运行效率为 96%,传统并机方案从负载50％到100％运行 效率一般效率不超过94%,假定IT负载 700KW*2%*24*365=122640度电，假设1元一 度电，模块化方案比传统UPS方案每年运行 成本节省人民币122640
模块化方案从负载35％到100％运行效率为 96%,传统并机方案从负载50％到100％运行 效率一般效率不超过94%,假定IT负载 950KW*2%*24*365=166440度电，假设1元一 度电，模块化方案比传统UPS方案每年运行 成本节省人民币166440
2、UPS系统的控制采用集中控制模式，系统采用先进的工
业CAN BUS总线控制结构，由两块冗余的、可热插拔 的控制模块来完成对系统的集中控制管理。两块控制模 块无主从之分，一个控制模块故障不会影响到系统的正 常工作，形成1+1冗余控制，实现对整个UPS系统控制 的最大可用性。
UPS电源与模块电源
工频UPS与高频UPS的区别一、UPS工作原理存在优越性1、工频UPS，用数字信号处理技术确保测量数据快速、灵活，从而产生快速的控制变量，确保对充电器及逆变的实时控制。
2、工频UPS比高频UPS具有更强大的短路保护能力及更强大的过载能力。
3、由于中国市电环境的极不稳定和易受到一些外部情况的干扰，所以对短路能力及过载能力的要求也更高。
采用工频UPS，将极大地提高负载设备的安全性与稳定性。
二、工频UPS硬件配置存在的优越性1、从技术上，工频UPS比高频UPS多增加了输入和输出变压器。
（1）工频UPS独有标配的输入/输出变压器，使电流隔离免受输入干扰。
在工业环境中，有些外部设备是大的干扰输入，如泵、发动机等等。
这些干扰容易造成电流波动，影响负载的安全，因此，电流隔离对于这领域尤为重要。
（2）调频UPS为了降低产品成本则不含这些组件，相应的电流稳定性就不如工频UPS。
2、工频UPS设备零部件设计的优越性。
（1）事实上，工频UPS的零部件可根据客户的规格和需要设计，每个零部件都能承受较高的额定功率且具有较长的寿命，旨在确保用户设备操作过程的安全与持久。
（2）高频UPS在设计上旨在降低成本，所以其零部件仅符合最低的额定功率要求。
3、对工业的苛刻环境有极强的适应性工频UPS主要设计在苛刻的工业环境下使用，防护等级达到了IP54，而高频UPS不具备这种适应能力。
（1）据了解，工频UPS设计的定位就是在工业环境中工作，如石化、电力、交通运输行业等等。
应用于各种苛刻的工业室外环境，防止外部输入干扰，如高温、高湿、粉尘、震动、腐蚀、爆炸危险型气体及一些无法预测的环境。
（2）工频UPS可适应环境0-55℃，相对湿度0％-95％，防尘、防雨水。
诸如中国海洋石油公司，中国石化公司这样规模的大公司选择使用的工频UPS产品，就是因为它具备高可靠的苛刻工业室外环境适应能力。
（3）高频UPS不是专为工业环境设计，所以只能安装在清洁的，较安全的，可预测的环境中。
传统UPS、模块化UPS和高压直流的TCO分析_V2
传统UPS、模块化UPS和高压直流的TCO对比分析杨德校1王鑫2摘要：介绍了TCO的基本概念及主流模型，建立了三种技术方案的系统分析模型，并对系统分析模型进行了TCO建模、成本要素分析及TCO对比分析，以期更全面的评估三种技术方案的能效。
关键词：UPS；模块化UPS；高压直流；TCO；节能减排中图分类号：TN86 文献标识码：A0前言随着通信行业节能减排工作的深入开展，对电源设备能效评估的要求已不仅仅局限于电力的损耗，从广义来看，电源设备在生产、运输、安装、运行、维护、回收处理等全生命周期中都在消耗能源，甚至对设备的安装载体——机房，不同的安装面积和承载要求也体现在修建过程中的能源消耗，而如何评估这些能源损耗，显然，光靠效率、功率因数、谐波含量等设备的电气指标是远远不够的。
因此，我们将成本分析中的总拥有成本（TCO）概念引入电源产品的能效评估。
模块化UPS和高压直流作为当前两种主流的替代传统UPS的技术，通过对其进行TCO分析，可反映出其全生命周期的能源消耗，全面评估其节能效益，更好的指导技术的应用。
1TCO介绍1.1TCO的基本概念TCO即总所有成本，是英文“Total Cost of Ownership”的缩写，最早由美国最权威的IT咨询公司Gartner在19世纪八十年代末提出，用于评估一台电脑从购买、配置到使用全过程中拥有的可见成本和隐形成本，随后被不同的机构采用并完善，发展出不同的流派，目前被普遍认可的定义是由学者Ellram提出：TCO是与采购商品或服务相关的所有活动流及这些活动发生所带来的成本。
1.2主流TCO模型简介在实际应用中，并没有普遍通用的TCO模型，不同的产品，亦或是不同应用场景下相同的产品，都具有不同的关联成本，需采用不同的计算公式。
在计算TCO时，要综合考虑产品的资产属性、行业用途、使用者自身情况、操作流程等等众多因素，建立合理的TCO模型，确定TCO的计算方法。
TCO模型流派众多，目前主流的TCO模型有两种流派：一是基于产品全生命周期各阶段的TCO模型，按照权责发生制归集成本，比如按生产、采购、部署、使用及回收处理阶段归集成本；二是基于财务成本属性的TCO模型，按照成本要素划分成本，例如直接/间接成本、显性/隐形成本、硬件/软件成本等。
模块化UPS方案与传统UPS方案的对比
巨大的安装量
Yes
Yes, 大 部分
APC Symmetra 电源阵列技术发布于1997年， 在IT市场得到了充分的接受，具有得到认可的 可靠性的纪录。
Symmetra PX 是模块化设计。UPS硬件全部 由各种模块组成，PM（功率模块），BM（电 池模块）和职能模块。 如果一个人观察放置 UPS的主机架里的底版，没有任何活动的部 件。事实上，Symmetra PX的所有硬件自然 就是模块化的。因此模块化的冗错胜于整个系 统的效果。同时在维护的时候，模块级的工作 也胜于元件级的维修。
Yes
No
随增长而 投资
在同一个Symmetra PX机架上，客户可以决定从25KW 到475KW N+1各种不同的升级方案。对大部分传统系统 而言，随增长而投资是不可能的或者是执行非常困难， 这是因为系统复杂和可能造成停机和空间浪费。
守护动力安全 承诺可靠未来
特征 易于重新 部署
模块化 UPS
Yes
守护动力安全 承诺可靠未来
Symmetra® PX 250/500kW
Scalable, Expandable
25KW-500KW 可四台并机达到2MW（2010） 柜与柜之间通过母排相连接 规格一致的静态旁路模块 N+X 冗余配置 热插拔功率模块 热更换静态旁路模块 集成外置维修旁路柜及输出配电柜
250kW =1600mm 500kW = 2200mm
守护动力安全 承诺可靠未来
UPS产品核心技术特点介绍
1、真正全模块化UPS：UPS主机为全模块化设计，除功
率模块外，还包括：2块冗余的集中控制模块、公共独 立的500KW静态旁路模块、2块冗余的低压控制电源模 块、液晶显示模块、通讯模块、RS232接口模块、 RJ45网卡模块等，以保障系统的整体可维护性和可用 性。所有模块均可在线热插拔更换，提供最高级别的可 用性、可维护性
模块化UPS与传统UPS综合比较
节省配套设备安装费用
THDI＜3%、输入功率因数＞0.999
THDI≥30%、输入功率因数＜0.8
意味着可以减小安装电缆及保险的容量，从而降低安装费用，发电机的匹配容量无需太大
意味着要增加滤波器、加大安装电缆及保险的容量，从而增加安装费用，发电机的匹配容量也需很大
2、系统具有N+X并联冗余的特性,能够完全取代传统UPS；
由于环流的影响，并机数量越多，可靠性反而下降；
节省购买费用
1、初期装机容量小，随需在线扩容，动态增长，避免了大量资金的沉淀；
1、初期装机容量大、并机数量多及大量电池组投资，造成大量资金沉淀浪费；
2、无需12脉冲整流器、谐波滤波器、相位补偿装置等
2、需要购置12脉冲整流器、谐波滤波器、相位补偿装置等
节省占地面积
占地面积非常小，200KVA系统占地约0.48㎡，只配置一套电池组，占地面积很小
占地面积非常大200KVA单机占地约1.6㎡，1+1并联冗余或双母线方案加多套电池组，占地面积更甚，造成大量资源的浪费。
节省建筑加固费用
模块化UPS重量轻，配置一组电池，无需对建筑进行加固
模块化UPS与传统UPS综合比较
模块化UPS优势
模块化UPS
塔式UPS
可靠性更高
1、其系统组件诸如:功率模块、静态开关模块、监控模块均具有在线热插拔功能，任一组件拔出或故障均不影响系统供电，可靠性极高；
通常采如下并联冗余方案冗余方案：
1、1+1或2+1并联冗余方案；2、单机双总线方案；
3、（1+1）系统并联双总线方案；
节省运行费及制冷费用
模块化UPS系统的优劣势分析
量 的同时 ， 也 在不 断探 索能 够替 代传 统 大功 率 ＵＰ Ｓ供 电 的新技 术 ， 其中， 模 块化 ＵＰ Ｓ是 当前 主流技 术 之一 。
建 设 成本 高 、 维护难 度 大 、 供 电效 率 低 、 电流谐 波 大 等 局 限性 逐 渐 凸 显 。业 界 在努 力 提 升 传 统 ＵＰ Ｓ供 电质
是把 模块 化 快速插 拔 修复 技术 和冗 余 容错技 术 同时 应 用 到一 台 ＵＰ Ｓ中 ， 冗余 容错 功 能和热 插拔 修 复技 术 是 模块 化 ＵＰ Ｓ的两 个根 本特 征 。如 图 １给 出了 ＵＰ Ｓ单 机、 ＵＰ Ｓ冗余 并 机 和模块 化 ＵＰ Ｓ体 系结 构 的 区别 。
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ）ｒ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ａ ｎ ｃ ｙ ；ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ；ａ ｖ ａ ｉ ｌ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
０ 引 言
目前 ， 通信 行业 一直 沿用 传 统 的供 电模式 ， 即传统 ＵＰ Ｓ＋柴 油 发 电机 。但 随着 通 信 行 业 的 飞速 发 展 ， 交 流 用 电设 备 越来 越 多 ， 设 备功 耗 越来 越 大 ， 供 电 的可靠 性 要求 也 越来 越高 ， 这种 传统 供 电模 式在 可靠 性 、 安全 性 及 能耗 等方 面 的问 题 越来 越 多 ， 尤 其 是 传 统 大 功率 ＵＰ Ｓ （ 通 常 指容 量 在 ３ ０ ｋ ＶＡ 以上 的 ＵＰ Ｓ ） 可靠性低 、
通 缱 电 ． 潦 技 术
２ ０ １ ３年 ３月 ２ ５日第 ３ （ ） 卷第 ２期
Ｔｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｍａ ｒ ．２ ５，２ ０ １ ３，Ｖｏ １ ．３ ０ Ｎｏ ． ２
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模块化UPS电源方案
与传统UPS电源方案的优势比较
一、概述
随着通信技术、信息技术的发展，保障网络的畅通和网络设备的正常运行，成为网络设计工程师和网络运维人员的重大责任和使命。
为保障这些重要网络和信息设备的交流不间断供电，通常采用UPS供电方案，这样，保障网络设备的供电安全性就转变为了保障UPS方案的安全性、可靠性。
为提高UPS方案的安全性、可靠性，设计人员和运维人员在实际工作过程中总结出了诸如：单机系统、串联冗余系统、并联冗余系统、分布式冗余系统、单机双总线系统、（1+1）系统并联双总线等多种配置方案，这些方案在一定程度上提高了系统和供电的可靠性，但是也带了了诸多的问题，诸如：设备投资大、配套设备投资增加、占地面积更多、运营成本升高、维护和扩容困难、风险大等一系列问题。
为解决这些问题，众多UPS厂商率先在新技术的发展方面做出了积极的探索和工作，并成功推出了模块化UPS电源系统，这一技术的推广和应用必将为今后的交流供电带来一场新的技术革命。
二、模块化UPS系统的定义
模块化UPS系统是将UPS各部分功能完全以模块化实现的UPS产品。
其具有如下特点：
1、系统主机由：机架、功率模块、静态开关模块、监控模块等组件构成。
2、系统主机组件诸如: 功率模块、静态开关模块、监控模块均应具备在线热插拔、
扩容、维护的功能，任一组件拔出或故障均不影响系统供电。
3、系统具有并联冗余、在线扩容的特性,并能构成系统双总线方案，完全取代传统
UPS方案，诸如：
（1）1+1或2+1并机冗余方案；
（2）单机双总线方案；
（3）（1+1）系统并联双总线方案；
4、系统是一个“绿色、节能、环保”的电源方案，具有高输入功率因数、低谐波
失真度、高效率、高可靠性、高稳定性的优点。
5、配以功能强大的监控软件及完善的通讯界面，能够完全满足用户的监控要求。
6、模块化UPS系统应采用符合行业标准的结构设计, 对空间需求低，以模块为安
装、扩容、维护单元,具备在线扩容、维护方便的特点，最大限度地提高系统的可靠性、可用性、安全性，为用户提供一个最完美的电源解决方案。
三、模块化UPS与传统UPS的性能特点比较
1．可靠性比较
UPS的可靠性＝提高单机平均无故障时间＋冗余
UPS供电系统设计采用并联冗余技术、双母线技术，消除系统中的单点故障瓶颈，是目前传统UPS系统提高供电可靠性的主要方式。
（1）模块化UPS电源方案的可靠性源于全方位技术突破
★模块化UPS技术是对传统UPS运行模式的一次革命；★它全面提升了UPS系统的可靠性；
（2）模块UPS方案与传统UPS设计方案的综合性能对比
2.综合投资有效性比较
模块化UPS具有传统UPS不可比拟的优势
传统UPS无法扩容造成的资源浪费
案例：模块化UPS与传统UPS配置方案投资比较比较
项目参数单价1+1并联冗余单机双总线
（1+1）系统
并联双总线
模块化
UPS
模块化UPS
系统双总线
A UPS主机2台2台4台1套2套
B 蓄电池组2组2组4组1组2组
C 电池架2套2套4套1套2套
D CLASS A滤波器2套2套4套无无
E 5th谐波滤波器2套2套4套无无
F 11th谐波滤波器2套2套2套无无
G 同步跟踪器1套1套3套无无
H 并机板1套1套2套无无
I 并机电缆1套1套2套无1套J 输入配电柜
K 前级ATS 2 2 3 1 2 L 输出配电柜 1 2 2 1 2 M 后级STS 1 2 2 0 0
3.高效、节能与绿色环保—运行维护费用比较
模块化UPS 电源设备性能优势 高效: 整机效率≥95%，逆变效率≥98%
环保: 输入总谐波THDI ≤3% ，输入功率因数≥0.999 有效减小对电网的谐波电流干扰、降低噪音污染 节能：●高效率可有效降低设备的热损耗——节能
●低THDI 可减小谐波电流带来的无功耗能——节能
●低
THDI 意味着可以减小安装电缆及保险的容量，从而降低安装费用，
发电机的匹配容量无需太大——节能
效率
负载率
IGBT 逆变电路效率图
2040
608010020%30%40%50%60%70%80%90%
模块化UPS电源与传统UPS电源方案的运行成本对比
4.可用性与扩容、维护
（1）模块化UPS系统配置组成
（2）可用性比较
可用性=MTBF/（MTBF+MTTR）
（MTBF=平均无故障时间，MTTR=平均修复时间）
传统UPS的可用性＝200，000/（200，000＋120）×100％＝99，940% 模块化UPS的可用性＝700，000/（700，000＋5）×100％＝99，999％
传统UPS与模块化UPS可用性比较
（3）扩容、维护
模块化UPS系统，结构极具弹性，功率模块的设计理念是在系统运行时可随意移除和安装功率模块而不影响系统的运行及输出，使用户投资规划“随需扩展”，实现“动态成长”，既满足了后期设备的随需扩容，又降低了初期购置成本。
模块化UPS电源维护非常简单、方便，其采用分散控制理论，功能组件以模块为维修单元，任一部分出现故障自动退出，而不影响系统供电，对于故障模块只需在线拔出，插入新的模块即可，维修时间短、零风险。
1.单个模块出现故障不影响系统正常运行，无须停机等待修复，因此用户
不会因UPS模块故障而造成损失；
2.技术人员在现场无需排查故障点，直接更换模块即可，如用户有备品可
自行维护；
3.平均修复时间由8小时降至在线状态下5分钟修复；
4.简化备品、备件，降低用户使用成本及服务合同价格；
5.当监控模块失效时，UPS 仍保持正常输出，不转旁路；
6.用户可随时对系统进行维护，无须等到大修时再检修，降低故障隐患；
7.呈现极高的可靠性、稳定性、安全性，确保负载得到最佳的保护。
5.模块UPS原理图
模块化UPS电源--交流不间断供电技术的新理念
四、结论
—模块化UPS的先进设计理念必将取代传统UPS方案
经过上述模块化UPS与传统UPS在可靠性、综合投资的有效性、高效节能环保、可用性与扩容维护等几个方面的比较，我们很明确地看到了模块化UPS的诸多优势，我们相信，在建设高效、节能社会的今天，有广大UPS厂商在新技术开发方面的不懈努力，有广大电源专家、设计工程师和运维人员的推荐使用和认可，—模块化UPS的先进设计理念必将取代传统UPS方案，为交流不间断供电带来一场新的技术革命！。