如果把“高能耗”、“高成本”和“碳排放”比作綠色數據中心的三大“僵尸”，那么能打敗這些恐怖“僵尸”的“植物”是什么呢？答案很明顯，當然是數據中心的那些綠色節能的手段。綠色數據中心（Green Data Center）的內涵是十分豐富的，它是指數據機房中的IT系統、機械、照明和電氣等能取得最大化的能源效率和最小化的環境影響。
那么對于用戶來說，到底哪些技術和產品可以實現綠色數據中心的構建？建設綠色數據中心時面臨的主要障礙是什么？用戶又會為哪些綠色節能的技術和產品買單呢？將為您梳理各個領域綠色節能技術的發展現狀，并為您推薦實現綠色節能的產品和技術。
本文介紹了UPS" title="UPS">UPS（Uninterrupted Power Supply，不間斷電源" title="電源">電源）相關的綠色節能技術和手段。目的是幫助企業用戶取得最大化的能源效率和最小化的環境影響，戰敗數據中心的三大“僵尸”，打造一個綠色節能的數據中心。
優化UPS負載效率曲線 降低能源損耗
一般我們使用的電力都是交流電，要將交流電轉換至直流電供給服務器內部各零組件使用。目前UPS均為在線式雙變換構架，其在工作時整流器、逆變器" title="逆變器">逆變器均存在功率損耗。以一個容量為400KVA的UPS為例，每度電按0.95元計算，UPS效率每提高1%，一年節省的電費為（400KVA×0.8）×0.01×24×365×0.95=26630.4元。所以如何提高UPS的工作能效，可以為一個數據中心節省一大筆電費。同時，提高UPS效率是降低整個機房能耗的最直接方法。
因此，采購UPS應盡量采購效率更高的UPS.當然，UPS的高效率不僅僅是滿載效率高，而是需要一個較高的效率曲線，特別是在1+1并機系統時，根據系統規劃，每臺UPS容量不得大于50%，如果此次效率僅為90%以下，就算滿載效率達到95%以上，也是沒有意義的，所以要求UPS必需采用具體措施優化效率曲線，使UPS效率在較低負載時就能達到較高的效率。?
所謂諧波就是由于是由于電力線路呈一定阻抗，等效為電阻、電感和電容構成的無源網絡， 由于非線性負載產生的非正弦電流，造成電路中電流和電壓畸變。在UPS行業，我們稱高輸入功率因數和低輸入電流諧波的機型為綠色電源
諧波的危害包括：引起電氣組件附加損耗和發熱 （如電容、變壓器、電機等）；電氣組件溫升高、效率低、加速絕緣老化、降低使用壽命；干擾設備正常工作；無功功率因素加大，，電力設備有功容量降低（如變壓器、電纜、配電設備）；供電效率低；出現諧振，特別是油機發電時更嚴重；空開跳閘、熔絲熔斷、設備無故損壞。UPS對于電網而言是一個非線性的負載，其在工作的時候會產生大量的諧波。以配置6脈沖整流器的UPS為例，其輸入功率因數一般為0.75左右，諧波大于30%.
目前大型UPS輸進諧波電流抑制共有4種方案：
方案1：采用6脈沖UPS+有源諧波濾波器，輸進電流諧波<5%（額定負載），輸進功率因數0.95.這種配置，固然輸進指標非常好，但是技術仍不成熟，存在誤補償、過補償等題目，導致主輸進開關誤跳閘或損壞等現象。
方案2：采用6脈沖UPS+5次諧波濾波器，假如UPS整流裝置為三相全控橋6脈整流器，由整流裝置產生的諧波占所有諧波的近25-33%加5次諧波濾波器后減小到10%以下，輸進功率因數0.9，可局部減小諧波電流對電網的危害。這種配置，輸進電流諧波仍然偏大，對發電機容量配比要求為1：2以上，并存在導致發電機輸出異常升高的隱患。
方案3：采用移相變壓器+6脈沖整流器的假12脈沖方案，其組成由2臺6脈沖整流器ups拼湊成：一臺標準的6脈沖整流器和一臺移相30度變壓器+6脈沖整流器。所構成的假12脈沖整流器UPS.表面看起來滿載輸進電流諧波為10%，這種配置存在嚴重單點故障，當一臺UPS故障時，系統輸進諧波電流急劇增大，嚴重危害供電系統的安全。
方案4：采用12脈沖UPS+11次諧波濾波器，假如UPS整流裝置為三相全控橋12脈沖整流器，加11次諧波濾波器后減小到4.5%以下，可基本完全消除諧波電流含量對電網的危害，價格相對有源濾波器要便宜得多。采用12脈沖UPS+11次諧波濾波器，輸進電流諧波為4.5%（額定負載），輸進功率因數0.95.這種配置，為UPS行業最成熟最可靠的解決方案，對發電機容量要求為1：1.4.
上述幾種技術，性能及投資對比如表1所示，可以根據實際需求選擇合適的方案：?
在選購UPS時，我們還需要關注UPS的工作模式。巧妙利用一些工作模式，能幫助我們輕松實現節能降耗的目的。
1、具備自老化模式的三相大功率UPS節能技術
傳統的UPS老化工藝：UPS的輸入端接市電，輸出端接阻性負載，使UPS的負載率在95%-100%之間，持續通電24小時后斷開市電。該老化工藝造成的結果是大量的電能被轉變為無法回收的熱能。
具備自老化模式的UPS工作模式：老化時不需要負載，將UPS的輸出直接接在電網上，控制UPS的逆變器進入電流源模式，其輸出電流跟蹤電網電壓，打開旁路，控制逆變器的負載率在90%左右，從而使用了大約10%左右的能耗，直接節約電能90%左右，達到了節能降耗的目的。
一般的老化實驗是將UPS直接與阻性負載連接進行老化，這樣存在很大的耗能問題。另一種方法是將UPS接到電子負載上，電子負載模擬實際負載吸收電能再將此電能回饋到電網上，此方法大大減輕了電能的損耗，但本質上還是存在兩個損耗點，一是UPS本身的損耗，另一個是電子負載的損耗，而自老化不需要接到電子負載上，不存在電子負載的損耗，相比之下更能節電。
自老化模式既不需要接阻性負載，也不需要接電子負載，UPS上電后只要通過監控設置即可讓其自行老化。自老化運行的原理是：傳統的UPS運行時，市電通過整流PFC將交流電能轉換成直流電，再將直流電通過逆變電壓源轉換成電壓頻率均穩定的交流電能進行供電，而系統設置成自老化后，整流PFC模塊部分仍然執行交流向直流母線的供電，而逆變部分則不同，逆變由通用模式下的電壓源工作變為電流源工作，按一定的電流大小通過旁路回饋到電網上去，電能通過主路整流再經逆變電流源回饋到電網完成了整流和逆變的老化。
新式的老化系統將90%的電能送回電網，假設每年生產的UPS的功率是57600KW，則節約的電57600*90%=51840Kw/年，按照 UPS平均老化8小時，則節約的電能是：51840*8=414720Kwh.節約的電能折合標準煤約為414720Kwh/年*334克 /Kwh=1242噸/年。
隨著具備自老化模式UPS的投產，改變了傳統的電源老化方式，使老化工藝以高效節能的方式進入電源生產行業，以顯著的經濟效益改變了電源老化純粹是 “燒電”的概念，使電源老化工藝成為清潔、環保，低耗的新型工藝。該項目具備顯著的節能效果，最大的特點就是節約了大量的電能，和傳統的電源老化方式相比可以節約90%的電能，非常符合國家節約能源的基本國策，也有助于緩解地區用電緊張，具有很好的應用推廣價值。
2、使用ECO經濟運行模式
ECO經濟運行模式的原理是在較好的市電環境時，激活此功能，使UPS由靜態旁路直接供電，此時逆變器處于待機狀態，正常工作，但不輸出能量，一旦市電異常，UPS立即切換到逆變器供電狀態，切換時間一般在1ms以內，具體見圖3所示，藍色為輸入電流波形，黃色為輸出電壓波形。由于此時的逆變器處于待機狀態，所以自身損耗很小，此時UPS的整機效率可以達到97%以上，比正常模式節省3%以上的功率。?
使用ECO模式必需具備以下條件：
a） 靜態旁路必需采用兩組高可靠SCR晶體管，不得采用接觸器加SCR晶體管的組合，因為接觸器吸合時，接觸點會打火，一般工作數百次之后就不能正常工作了。而SCR晶體管則不存在此問題，同時可以縮短切換時間。
b） 建議使用在較好的電力環境下，比如一級供電單位等。
無變壓器的UPS設備
功率電子設備的技術進步與功率器件的性能進步、新器件的不斷出現有著密切的關系。50年來，隨著功率半導體器件的進步，UPS設備經歷了由多輸出工頻變壓器到單個輸出工頻變壓器的演變過程，而性能更好的大功率IGBT器件和更先進的控制技術的出現，為UPS設備從根本往掉輸出隔離變壓器創造了物質條件，使其在高頻化、小型化、節能化和綠色環保化方面取得了長足的進展，這就是人們所說的“高頻機”。這種機型集中體現了UPS電路技術的進步，代表著 UPS技術的發展方向。與傳統的帶輸出變壓器的UPS相比，它在進一步縮小體積、減輕重量、改善性能、進步效率、降低本錢等方面，都取得了明顯的改善和進步。
應該說，采用輸出變壓器是UPS逆變器輸出電路形式所決定的，而變壓器的存在卻是弊大于利。以一個400瓦的電源供應器為例，如果該供應器宣稱轉換效率達70%，也就是說，如果有400瓦的交流電輸入到電源供應器中，只有280瓦的電會轉成直流電供服務器應用，足足浪費了120瓦的電力。
傳統的UPS的整機效率只有75～85%，但采用無變壓器的機型，可以提升至88%以上。也因此，選用無變壓器的UPS更可以有效的運用電源，讓每一度電都花費在系統運作上，進而降低電力的成本。
目前有越來越多的廠商推出無變壓器的UPS設備，可以讓整機的效率提升至90%.
結語：要最大限度實現UPS綠色節能，構建綠色節能的數據中心，除了要注意本文中所談到的一些UPS本身的節能技術之外，還需要加強數據中心生命周期的管理，在整個數據中心的生命周期過程中進行合理地規劃、配置，并對電源進行有效地管理。只有這樣，才能最終實現節省直接和間接的電池投資，同時減少整個機房對社會環境的污染。