如何保障数据中心UPS电源系统安全稳定运行？

      UPS即不间断供电系统(Uninterruptible Power System)，是一种含有储能装置的不间断电源。作为后备能量，在市电断电或发生异常等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。UPS的安全稳定运行对于数据中心供电系统的具有核心的意义。

      典型的UPS不间断电源系统的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器，以及把直流电再变为交流电的逆变器，电池在交流电正常供电时贮存能量且维持在一个正常的充电电压上，一旦市电供电中断时，蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压。

      根据GB7260-2003《不间断电源设备 第3部分：确定性能的方法和试验要求》（等同IEC62040）的定义，将UPS运行分为：双变换运行、互动运行、后备运行等三类运行方式，即UPS行业广为熟悉的双变换UPS、互动UPS、后备UPS等三种。

后备式UPS

      后备式UPS通常称为“离线UPS”，功率变换主回路的构成比较简单。市电正常时，UPS只是将输入电源过滤后输出，同时通过充电器为电池充电。当电池充满时，充电回路停止工作，UPS的逆变电路不工作。当市电发生故障，UPS切换为电池和逆变器电路供电；只有在交流电源中断后，逆变电路才开始工作，后备电池才放电，在一定时间内维持UPS的输出。主要由充电器，逆变器，输出转换开关和自动电压调压等部分构成。

      后备式UPS系统电路简单，成本低，可靠性高。但也存在以下缺点：当市电正常且输出带载时，输入功率因数和输入电流谐波取决于负载电流。市电掉电时，输出有转换时间，一般可做到4-10ms左右，足以满足普通负载要求；但对于服务器等用电设备存在一定的风险。

互动式UPS

      互动式UPS指逆变器并联连接在市电与负载之间，起后备电源作用，同时逆变器作为充电器给蓄电池充电。通过逆变器的可逆运行方式，与市电相互作用。在市电正常时，负载由经改良后的市电供电，同时逆变器作为充电器给蓄电池充电，此时逆变器起AC/DC变换器的作用；而当市电故障时，负载完全由逆变器供电，此时，逆变器起DC/AC变换器的作用。

      在线互动式UPS结构较简单、实施方便、便于维护和维修、效率高、运行费用低、整机可靠性高等优点，性能满足某些负载要求，特别适用于网络中某些计算机设备采用分布式供电的系统。但是同样存在是稳压性能不高，尤其动态响应速度低，其次抗干扰能力不强，电路会产生谐波干扰和调制干扰。

双变换式UPS

      双变换式UPS指逆变器串联连接在交流输入与负载之间，电源通过逆变器连续地向负载供电。这种种UPS供电方式如下：市电正常供电时，交流输入经AC/DC变换100%转换成直流，一方面给蓄电池充电，另一方面给逆变器供电；逆变器自始至终都处于工作状态，将直流电压经DC/AC逆变成交流电压给用电设备供电。

      双变换式UPS由于采用了AC/DC、DC/AC双变换设计，可完全消除来自于市电电网的任何电压波动、波形畸变、频率波动及干扰产生的任何影响。而且在市电掉电时，输出电压不受任何影响，没有转换时间，是典型的在线式UPS功能。但其不足便是整机效率不高；整流器在工作时会引起输入电源质量变差，因此需要采取谐波监测和治理方案。

      拥有UPS系统，并不意味着它能够有效保护数据中心用电设备。UPS系统虽然可以满足临时用电的需求，但是UPS同样存在局限性，例如仅靠UPS系统无法准确得知供电质量状况，以及自身的缺陷也会给数据中心供电带来隐患。UPS系统还面临着很多无法解决的问题：高对地电流、感应干扰噪声、系统谐波、不平衡、低功率因数、易受雷电干扰、射频干扰及电磁兼容性等。