電源使用效率（PUE）是最重要的關鍵性能指標之一，它可以顯示數據中心的能源使用效率。

01PUE是一個比率

        PUE是一個比率，定義為數據中心使用的功率除以其IT設備使用的功率。具體地說，它顯示了實際的IT設備所用的電力與數據中心的所有服務（還包括冷卻、照明、電網設備等）所用的電力相比有多大。

       通過采用最佳做法，每年的平均PUE可能達到1.1甚至更低。

       了解PUE是很有用的，但在解釋它實際顯示的內容時要小心。這是因為PUE只是以瓦(W)為單位測量的有功功率的比率，而向數據中心供電的功率包括有功功率和無功功率。

       無功并不做任何實際工作，但需要向感性或容性負載供電，以維持網絡中的電壓穩定。

       數據中心中典型的感應負載包括運行冷卻應用的電機，而計算機服務器電源單元則是電容性負載的好例子。

       如果不在用電負荷處立即管理無功功率，可能會造成整個電網的巨大損失。

02數據中心中的非線性負載

       同樣重要的是要記住，非線性負載，如變速驅動器（VSD）、LED照明、UPS和帶有開關電源的服務器也會消耗無功功率。

       它們吸納電流的特殊方式會導致電流失真。除了有功（基波）電流外，還有一種稱為諧波的無功電流分量。

       諧波是網絡中的一種電氣污染，會導致能量損耗增加，降低電網可靠性，并縮短所連接設備的使用壽命。

       為了估計網絡中存在的無功功率，使用了一個稱為功率因數（PF）的值，它顯示了工作的有功功率與提供給電路的總功率之間的關系。功率因數越接近1，網絡中的無功功率越小，網絡的效率和可靠性就越高。

       公用事業公司經常因功率因數較低而懲罰消費者，因為這要求公用事業公司提供更高的發電和配電能力。

03數據中心中的VSD

       在采取措施改善PUE時，如安裝用于冷卻應用的VSD，檢查數據中心電源網絡受到的影響至關重要。

       在冷卻過程中，驅動器平均可節省20%至60%的能源。但它們的不利之處可能是電網中的能源損失增加——而PUE不會反映這一點。
       在設計中采用電容器的標準VSD通常能夠很好地補償其控制的感應負載的無功功率。驅動器使用電容器向電機提供無功電流，并保護供電設施免受無功電流本身的來源的影響。

       然而，帶有有源前端（AFE）和直流電容器的更為復雜的驅動器，如ABB的超低諧波（ULH）驅動器，還可以通過補償其他網絡電感或電容性負載來進一步提高網絡效率。

       而諧波的情況則不同。諧波性能很大程度上取決于驅動器的設計。

       諧波的影響是以總諧波失真(THD)的百分比值來衡量的，THD是所有電流或電壓諧波與基波電流或電壓之間的關系。在不存在電壓或電流諧波的情況下，THD為0%。

       具有內置阻抗的典型6脈沖驅動器的THDi約為40％。與沒有諧波的系統相比，這會導致線路電流增加8％，而能量損失則增加16％。

       與其使用額外的濾波器來解決諧波問題，不如不使用不會引起諧波的變頻器？有源前端驅動器即使在部分負載下也會產生異常低的諧波含量，從而降低了電網故障的風險并提高了效率。

       盡管將PUE保持在1附近很重要，但是注意控制冷卻應用以達到該水平所使用的VSD技術也很重要。這是因為VSD的選擇不僅會影響冷卻過程的效率，還會影響電網的效率-這在PUE中沒有得到體現。

       歸根結底，是所有系統（包括制冷和電力網絡）的效率決定了數據中心的真正能源效率。

上一篇 ：樓宇自控系統（BAS）控制原理圖

下一篇：探討磷酸鐵鋰電池在UPS的應用