一、UPS的应用回顾
UPS是伴随着计算机的出现而诞生的，从出生的那一刻起，就被视为数据的保护神。因为当时的数据输入程序相当复杂：首先将数据在纸带上穿孔，再将已穿孔的纸带通过光电机 输入到计算机。万一在计算机工作中断电，整个数据就会完全丢失，供电恢复后又必须重新将穿孔的纸带通过光电机把数据 输入到计算机。当时提出的要求就是，希望电源在市电断电后再能继续维持供电5s，将现场的运算结果保存到磁心存储器中。待市电恢复后 ，能接着原来的计算结果继续运行下去。随着半导体技术的出现与发展，晶体管化、集成电路化和微处理机化进了IT技术的发展。由于初期的计算机很贵重，人们在关注数据的同时也害怕由于硬件的失效而损坏数据。随着IT技术的发展和普及，信息的运算量和交换量越来越大，尤其是局域网、广域网和互联网的出现与普及，使得人与人之间的关系越来越离不开网络，而网络的灵魂就是数据。因此人们对数据的关注程度是始终如一的，如图1“关注数据”的平直线所示。但在数字爆炸时代的今天，如何关注数据的安全就成了关键。因此美国可用性研究中心在2002年就提出了用可用性指标来衡量对数据关注的程度，而且对可用性的要求与日俱增，如图1“关注业务可用性曲线”所示。
在IT技术与规模迅速膨胀的今天，数据中心的发展一般是无法估计和控制的，金融、通信、石化、交通，等等，都在纷纷建立数据中心，但是一般对数据机房系统的用电量也无法精确估算。因此，不少用户也把眼光放在了供电产品对环境变化的适应性上，因为数据中心的扩容、搬家或在某一时期缩小规模的事是经常发生的，为了合理使用资金，所以这种要求也与日俱增，如图1中“关注产品对环境变化”的曲线所示。
上述这一切首先对供电提出的要求就是连续、平稳和无干扰，这个任务只有UPS才能够完成。即只有在保证供电质量的情况下才有可能实现数据可靠的运算和传输。但是这种认识并不是所有数据中心从事IT设备应用的主管者都很明确的。有些主管者只注重电源的有无而没有看到供电质量的重要性。因此一直到现在还有少数一些地方仍在直接用市电工作，由于紧急供电电源EPS的出现，有些IT设备应用的主管者甚至认为用EPS就可以了。因此就造成了在使用UPS上的一些误解。要知道EPS与UPS相比在供电质量上还是有一定差距的。图2示出了对一些数据中心服务器采用UPS的调查情况。从图中可以看出，仍有2%的服务器没有采用UPS保护。而采UPS集中保护和相对集中
图2 受访数据中心服务器采用UPS的情况
保护的服务器占了将近90%，这就代表了数据中心对UPS使用的主流方式。
二、当前UPS供电系统的容量利用情况
集中保护的UPS使用方式给用户带来了方便，也反映出一些问题。由于集中供电系统的容量不易精确估算，再加之缺乏经验和受当时的UPS产品规格所限，使设计带有很大的盲目性。图3给出了某数据中心10年供电容量规划图。在这个图中的预期负荷量如虚线所示，根据已往的经验和为了
图3 某数据中心10年供电容量规划图
保证供电有一定的富裕量，所以一般都打出了15%~20%的余量。这里用归一法，表示出了UPS安装容量的百分比为100%。照例说，这样的设计应该是无可挑剔的，但由于对容量的估算不准或在实施中改变了计划，致使在10年的应用中，整个实际负荷才为安装容量的1/3。而这种情况绝非个别现象，根据上述可用性研究中心对300余家用户的调查，绘制出了图4UPS容量利用百分比图。由图中
图4 UPS容量利用百分比图
可以看出，仅有不到3%的用户用到UPS容量的80%，5%的用户用到了70%，不到11%的用户用到了60%，70%以上用户的用电量都在50%以下，造成了很大的浪费。
三、当前UPS供电系统的运行状况
尽管UPS都在尽职尽责的保护着IT设备的正常运行，但故障也是很难避免。据统计，由于UPS本身的原因造成故障的比例不足30%，由于自然因素和人为的因素而造成故障的比例占全部故障数的60%~70%。其造成故障或貌似故障的原因可归纳如下几种。在这里把引起人们恐慌和惊动厂家的一切机器现象统称为“故障”
1． 怀疑“故障”。本来不是故障，由于怀疑是故障从而惊动主管领导和厂家，虽然是虚惊一场，但也人为地运用了真正故障的程序。
2． 知识性“故障”。此种情况的出现主要是由于有一些机器管理员自持经验丰富而实际是既缺乏基本理论知识又缺乏实践经验所致。
3． 操作故障。此类故障是由于未按正当程序操作而导致的故障。
4． 延误故障。 虽然随机文件或机器本身已经告警，由于值班员的疏忽而未及时发现与处理，由此而导致后来的故障。
5．维护不当或不及时导致的故障。对UPS的定期维护是必要的，但应有一套严格的管理程序。那些不按规定要求进行定期或不定期保养是导致机器故障的重要原因。
6． 经验故障。经验是不可缺少的，是不可多得的财富。但经验有其相对性，即在这种UPS上得到的经验不一定完全适合另一种，否则就会导致故障。
7． 交接故障。 这类故障主要是由于管理人员的前后配合不好造成的。
8．环境故障。这类故障是由于用户不重视机器的运行环境或没有能力优化环境造成。
9．选型故障。
主要是由于用电者的一些糊涂概念造成。比如把UPS的效率当成了功率因数、把输入功率因数当成了负载功率因数和把视在功率当成了有功功率等。不分情况的认为UPS负载功率因数越大越好，不懂得计算机之类的负载在目前不但需要有功功率更需要无功功率等。结果购回的UPS容量不是太大了就是太小了，选小了的UPS就会因频繁地过载而跳闸。
10．商务故障。这主要是由于用户对供应商在价格和其它条件上的过分苛求而不得不降低质量造成。
四、 UPS的发展趋势
1． UPS在技术方面的发展趋势
高频化、小型化、智能化、环保化和系统集成化。
2．UPS在应用方面的发展趋势
（1）从单机向冗余结构变化。
（2）从注重系统的可靠性向注重系统的可用性变化。
（3）从单纯供电系统向保证整个IT运行环境变化。
（4）提高UPS供电系统的“适应性”。
五、IT系统面临的几个问题
1．IT设备集中化。由于管理的集中，就要求IT设备也要集中管理。
2．IT设备机架化。这是一种集中化管理的结构方式。原来的服务器大都分散放置，为了集中，开始将服务器做成适用于19英寸标准机架的结构。
3．功率密度越来越高，配电问题和线缆管理问题变得复杂。将多台服务器集中于一个机架内势必增大了功率密度、增加了配电路数和使线缆大量增多，使管理变得非常困难。
4．热负荷密度越来越高，IT设备微环境的冷却问题。功率密度增加使机柜温度上升，线缆的大量增多堵塞了风道，使散热变得非常困难。
5．IT设备更新和扩容迅速，要求供电的UPS能随之变化。
由上述的几点可以看出一个问题，即现代的数据中心配置越来越复杂，带给用户的困难也越来越大。他们不但面对来自四面八方的供应商，而且还得具备各方面的知识，换言之，他们必须有一个由各方面“专家”组成的机构来应付这种局面。另一方面，数据中心的这些设备也来自四面八方，单个设备的可靠性和相互之间联结的可靠性都没有保障，如图5所示。
图5 多个孤立单元的拼凑组合示意图
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