UPS是保障數據中心穩定、高效運行的關鍵設施，在數據中心規模日漸大型化、超大型化，對電能的需求不斷增長的今天，UPS的重要性越發凸顯出來。特別是在新建數據中心設計PUE普遍在1.2-1.3之間的情況下，UPS的每一點細微改進，都顯得舉足輕重起來。

近日，UPS領域知名企業科士達的數據中心產品部總監沈文軼先生接受了中國IDC圈記者的采訪，圍繞UPS的節能改進、鋰電UPS的發展，以及UPS與“雙碳”戰略、“東數西算”的關系進行了深入的探討。

“三級”體系構建極致能效

“一直以來，UPS都在不停地進行能效方面的探索。”

數據中心用能效率是一個經久不衰的話題。沈文軼表示，行業在優化UPS能效方面做了充分的努力，并且取得了不小的進步。UPS效能從前些年普遍90%左右，逐漸發展到現在主流產品95%以上的水平，并且還有進一步改進的空間。

UPS的改進是多方面的。在設計架構角度上，高效能的多電平的拓撲結構正在替代傳統的兩電平結構，可減小濾波電感的尺寸和損耗。細節方面，從核心元器件的選型，到引入半導體碳化硅等新材料，到根據UPS負載率精細調節風扇轉速等每一個細節都在不斷優化。

模塊化UPS則很好地解決了應用期間負載變動的問題。UPS的最佳帶載區間在50%到70%之間，模塊化UPS就可以很好解決初期帶載率低的問題，且具有按需擴容、模塊冗余設計、智能休眠等特點。而當市電質量較好時，UPS可運行在超級ECO模式，此時整機效率可以達到99%的水平。

沈文軼表示，作為綠色低碳轉型和高質量發展的實踐者，科士達為幫助客戶提升數據中心用能效率，實現低碳運營，一直加速在智慧能源領域的技術研發、產品創新和產業布局，并依托于自身齊備的產品線，為客戶帶來了設備級、方案級和架構級的多維度的節能方案。

沈文軼介紹，設備級的節能方案主要依托產品實現。例如高效模塊化鋰電UPS，氟泵空調等，從產品本身挖掘節能潛力，從而提高整個系統的節能效果；方案級從工程維度入手，以封閉冷熱通道的模塊化數據中心為主，從工程角度合理優化冷氣流組織、精確制冷，提升制冷設備的利用效率；架構級則是將儲能融合到數據中心供電架構上，特別是大型數據中心，不但可以有效利用綠色能源，還可以通過移峰填谷給客戶帶來一定的經濟價值。

“大型數據中心應用鋰電UPS將會是節能降碳的一個有效途徑。”沈文軼表示。科士達從多維度入手的“三級”體系，為數據中心行業實現碳中和做出了有益的探索和實踐。其中，鋰電UPS在科士達的“三級”方案中起到了不可或缺的核心作用。

鋰電UPS的創新與實踐

對于科士達YMK系列鋰電UPS的優勢，沈文軼從電池特性、電池管理以及整體系統三個角度進行了詳細的闡述。

從電池特性來看，鋰電池具有體積較小、重量較輕、能量密度較高的特點，以及在快充、壽命方面具有很大優勢。無論是配套模塊化UPS，還是作為儲能產品，鋰電池都具有自己獨特的優勢。

從電池管理上看，傳統鉛酸電池管理不夠智能，無法做到精確檢測電池運行狀態，以中大功率UPS鋰電系統為例，其通過模組級、單柜、陣列級三級BMS監控系統，可精確監測系統的電壓、電流、溫度等參數，實現精細化管理。

從系統角度來看，例如科士達的中大功率鋰電UPS為無中線設計，對于云數據中心或者超大型的數據中心來講，可明顯降低施工成本。并且，鋰電相比鉛酸電池要更加環保，鋰電UPS自身的低碳特性更勝一籌。

作為國內鋰電UPS應用的先行者，科士達YMK系列鋰電UPS已經應用于海內外的多個項目中，并受到客戶好評。

武漢首義廣場項目中，科士達為客戶提供鋰電UPS解決方案，部署了科士達YMK系列200kW鋰電UPS以及配套的鋰電系統。

海外項目也可圈可點，東南亞某國政府積極推動公共領域數字化轉型，多個政府部門數據機房需進行一體化、模塊化改造以支撐電子政務平臺。科士達采用MDC微模塊解決方案，同時配備科士達YMK系列UPS及鋰電柜，高度匹配了客戶的核心需求。值得一提的是，該數據機房成功通過了綠色計算倡議組織(GCI)的鉑金級認證。

在大型IDC場景中，超大功率UPS系統應用較為廣泛。科士達在歐洲某大型數據中心項目中，為客戶提供多套1.2MW容量UPS及配套的鋰電系統。鋰電池的高能量密度、高倍率等特性，可以滿足超大數據中心的備電要求，為市電與油機提供充分的切換時間。同時其較小的體積也優化了配電空間，為客戶降低空間成本，提高了數據機房的得柜率。

在新的一年中，科士達把握市場趨勢，將致力于研發優秀的鋰電UPS產品，并為客戶交付更多、更具代表性的鋰電UPS案例。

未來可期

談及鋰電UPS的普及，就不能不談鋰電池的安全性問題。數據中心因其業務特性，對鋰電池的安全性也有更高的要求。

"相信隨著鋰電材料、工藝的提升，鋰電UPS安全性必將進一步提高。”沈文軼認為用戶對鋰電安全性的疑慮只是暫時的問題，并且科士達正在通過多方努力，確保數據中心鋰電池在使用中的安全性。

首先在電池類型方面，科士達選用高品質的磷酸鐵鋰電芯，具備優良的防熱失控特性；其次在管理角度，科士達為鋰電池配備了完善的BMS系統。當出現電芯電壓降到截止電壓、或者電芯溫度上升至保護溫度、又或者單簇電壓差達到設定值等情況，電池會停止放電；另外，科士達鋰電柜還設計有模組級及機柜級兩級消防單元，當機架內環境溫度達到設定值時，觸發消防系統動作，進行機架內全浸滅火，整個過程可在數秒內完成。

此外，鋰電系統在CAPEX成本上較高，也是目前鋰電UPS普及受阻的原因之一。不過隨著鋰電池應用的普及，以及相關產業上下游的不斷降本提效，鋰電UPS的成本有著很大的優化空間。而且鋰電池的循環壽命可達10-15年，這與UPS的生命周期基本一致，而傳統的鉛酸電池方案可能已經經過2-3次的更換，這一點更是弱化了成本問題。

另外在“東數西算”的大背景下，超大型、高密型的數據中心越來越多，鋰電的高能量密度特性可以滿足大型數據中心長時間備電的需求，高倍率特性完全能夠應對大型高密機柜場景，高循環次數完全適應清潔能源的使用。隨著數據中心規模的發展，鋰電UPS優勢還將逐步擴大。