【IT168 专稿】在过去几年中，绝大多数服务器均已引入了双路电源输入设计。这样做可以提高数据中心的适应能力，即在一路供电线路出现故障时，仍可确保99.9999％的高可用性。

    然而由于每路电源承载不多，仅传输50％的功率，导致负载出现功率因数超前问题。随着双电源输入应用的日趋广泛，众多知名UPS生产商均开始提供采用快速转换晶闸管技术的负载转换开关（STS静态转换开关）。STS静态转换开关应用于双电源服务器及IT设备之后，关键网络负载得以拥有“6个9”（99.9999％）的高可用性。两个电源可同步为STS馈电，显著减少电源转换时间，可应用在关键负载中。

    与此同时，应用于服务器的开关电源设计经过修改后已能够符合诸如EN／IEC 61000-3-2和IEEE519等各类国际谐波控制标准的要求。此外，应用于关键负载的电源还必须按照国际技术行业协会（ITIC）要求，使用修订版电压性能曲线取代原有的CBEMA曲线。

    然而，一些符合EN标准、使用ITIC曲线的解决方案并不适用于双电源或四电源轻型负载电源。由于SMPS仅部分加载，内部滤波电容器将发挥主导作用，因此相对UPS系统呈现超前功率因数(如图l、2所示)。而UPS系统的0.8滞后功率因数专为支持网络应用而设计。

 

图1 添加至SMPS的滤波器

图2 超前负载曲线图

    大多数传统UPS的功率因数须降低30％，以支持超前功率因数为0．9的刀片服务器负载。不过现在各大知名UPS生产商推出的UPS设备无需降低功率使用。同样道理，相关发电机组额定功率需要降低40％ ，这就对发电机容量提出更高要求，或需要安装有源谐波调节器以解决超前功率因数负载问题（如图3所示）。

图3有源谐波调节器应用解决方案

     刀片服务器所引发的典型问题有：
    (1)0．91超前功率因数；
    (2)高浪涌电流；
    (3)单个刀片服务器中心高热密度(3～4kW)。

    必须提及的是，刀片服务器所呈现的谐波电流失真度（THDI）已降至合理水平，约为18％～20％，相比原有传统的服务器（THDI为80％ ～90％），这是一项显著的进步：相移功率因数(DPF)与实际功率冈数也相当接近（如表1所示）：

                                        表1 实现发电机组兼容性的功率因数校正示例

    利用有源谐波调节器解决问题

    由于相移功率因数（DPF）仅考虑50Hz基波，因此不提供任何有关负载内谐波的信息，而真实功率因数（TPF）则测量所有谐波及50Hz基波。鉴于此，必须找到适当的解决方案，以确保所安装的UPS容量能满足数据中心内刀片服务器基座扩展的需要。

     使用有源谐波调节器（如SINEWAVE）恰好能够解决这一问题，因其能够将超前功率因数校正为滞后功率因数，并通过在UPS输出端安装电感器组或巧妙地结合使用新、旧服务器，满足全新负载需求。另一套方案是向安装基座上添加额外的UPS模块，这样容量的降低和冗余系数可以相互抵消，达到平衡。

    一旦选择了电感器组解决方案，务必要了解浪涌电流及瞬变电流对UPS的影响，其在负载通、断期间成为了额外负担，电感中电流瞬变期间所产生的尖峰信号将对所支持的负载同样有负面影响。同样需要注意的是，除UPS之外，为其提供支持的发电机组也不能忽视。

    在市电中断过程中，UPS系统由于某些故障转换至旁路时，发电机组必须具备足够容量，以在最坏情况下支持超前功率因数负载。大多数发电机组在设计时并未考虑支持超前功率因数负载问题，因而需对此谨慎评估。

    然而，如果发电机组的容量不足以支持刀片服务器负载，则可安装一台更高容量的发电机组，或安装一台有源谐波调节器（如SINEWAVE），即可在UPS需要转换到旁路模式时向负载提供所需功率。在设计规划一个全新的数据中心时，务必采取正确步骤选择不同的关键供电设备（如UPS及发电机组）并确定其规格，从而避免受到超前功率因数的影响。此外，必须安装新型的液冷机架，以消除刀片服务器产生的额外热负荷，否则只能通过增加数据中心地板空间及额外散热进行解决。

    至关重要的是，IT团队、数据中心内的现场维护工程师及UPS和其它设备厂商应携手致力于开发一套总体解决方案，防止数据中心发生过热现象。倘若无法共同沟通合作解决该问题，我们将难逃一场无妄之灾。