由于环境状况日益恶化，能源供应前景的不确定性加剧，全球范围内都在寻求节能。那些因其持续且至关重要的能源需求而对能源消耗贡献巨大的行业，正处于这场节能行动的前沿。如今，依赖可靠电力供应的企业不断寻求降低能耗的方法，同时努力避免对关键负载的运行造成任何实际威胁。对于许多世界领先的企业而言，最大限度的正常运行时间至关重要，而UPS（不间断电源）的存在是构建可靠电力基础设施的必要前提，能够最大限度地保护和维持负载的正常运行。UPS系统为网络、服务器、楼宇管理和安防系统等电子系统提供不间断电源，并防止可能导致运营中断、数据丢失、生产力下降和公司利润损失的断电事件。此外，UPS系统还能为负载提供清洁电力，确保减少或完全消除公共电网中的劣质电能，从而防止下游干扰。因此，降低电源质量并追求最大性能是新一代 UPS 系统的未来目标：卓越的可靠性、最大的能量输出和 100% 的正常运行时间。.
UPS的能效是指UPS向负载提供的有功功率与UPS从电网吸收的有功功率之比。当电流流过UPS内部组件时，一部分能量会以热量的形式散失，造成能量损耗。此外，为了维持UPS正常运行所需的适宜环境温度，空调运行时也会消耗更多能量。虽然能量损耗不可避免，但降低UPS的功耗并提高其能效显然有助于最大限度地减少浪费，并最大限度地节省电费。五年内，每天24小时、每年365天累计节省的电费不仅可以抵消UPS的购置成本，还能积极减少二氧化碳和其他温室气体排放，确保所选电源保护方案对环境的影响最小。.
面向能源效率的最佳UPS解决方案。
鉴于前所未有的节能需求以及现有UPS技术的进步，就能源效率而言，理想的UPS应能够预测电力扰动和故障的类型，并实时实施最佳解决方案，以最小的能耗为负载提供最佳的电力质量。艾默生网络能源已将这一理想变为现实，打造出切实可行的解决方案。他们创造了首款节能型UPS：Trinergy™。这款革命性的UPS持续分析其运行的电气环境，并在评估输入条件和负载特性后，智能地选择最佳方案，以实现电力连续性、电源调节和节能。之所以
能够实现这一点，是因为UPS专家群体和国际电工委员会（IEC）广泛认可的三种UPS配置首次集成于一台设备中，并且完全兼容所有安装环境。
最大负载质量控制 (VFI)
可为负载提供最高质量的电源。
如果电能质量下降且监测参数超出容差范围，最大质量控制将采用双转换模式，以 95% 的效率为负载提供最佳的电源调节。
最大节能模式（VFD）
可检测设备主电源是否稳定，无需进行电源调节。
当市电状况稳定时，系统将选择最大节能模式，允许负载通过旁路线路供电，效率最高可达99%。
高性能和电源调节 (VI)
功能使系统无需切换到最高质量控制设置即可充分调节市电。当非线性负载连接到 UPS 且存在电流谐波时，Trinergy™ 能够充当有源滤波器进行补偿，仅消耗补偿市电扰动所需的能量。这可根据扰动类型实现尽可能高的性能，效率可达 96% 至 98%。
除了这三种运行模式外，Trinergy™ 还充分利用了高品质 UPS 的基本标准功能。Trinergy
™ 与其他 UPS 的区别在于其独特的组合：高性能、电源连续性和卓越的功能，所有这些首次集成于单一产品中。
- 负载下最大可用性。-
最佳性能。-
负载下最佳电能质量。-
与任何上游电源完全兼容。-
输入总谐波失真低。-
输入功率因数高。-
最大程度适应各种负载类型。-
符合设备和安装标准。
数据中心案例研究
数据中心依靠 UPS 系统来调节电源，消除瞬时断电、电压下降、浪涌和其他电源偏差，以确保其运行所在网络的连续性和安全性。
那么，电力都流向哪里呢？在到达IT设备机架之前，电力首先会为UPS供电，经过UPS内部组件的循环处理，最终才能直接为数据中心供电。这一电力供应链消耗的电力占数据中心总用电量的很大一部分。.
在典型的数据中心部署中，网络状况和电力负载特性主要随流量变化，导致功率波动，进而造成负载状况变化，需要UPS保护。在给定的电力环境中，UPS会因其输入功率因数（PF）和输入总谐波失真（THDi）而影响上游配电。这些特性变化显著，PF和THDi分别在0.8至0.9和6%至20%之间波动，具体取决于负载变化，从而导致谐波和无功功率问题，因此需要不同级别的电源调节。UPS在调节负载消耗的功率方面发挥着至关重要的作用，因为它有助于防止无功功率及其谐波到达电源，从而避免对上游设备和整个电网造成潜在问题，例如变压器过热、元件加速老化、需要更大截面积的电缆以及更高的安装和运行成本。目前，数据中心常用的标准UPS系统通过双转换模式运行来保证高功率质量和电源调节。双转换模式将交流电（输入电流）转换为直流电，并将直流电转换为交流电（输出电流），从而无论输入电流质量如何，都能提供完美的输出波形。然而，即使存在轻微干扰，持续在这种模式下运行也会造成相当大的不必要的能量损耗。因此，数据中心理想的电源调节解决方案应该能够以尽可能低的能量消耗，直观地调节电流和谐波。.
Trinergy™ 确实能够在数字交互模式下运行，此时逆变器充当并联有源滤波器，从而补偿总谐波失真和负载功率因数。同时，Trinergy™ 还可以作为串联有源滤波器运行，以改善输入电压的容差范围，应对电压骤降或骤升，从而实现高达 98% 的卓越整体效率。如果需要进行显著的功率调节或出现特别恶劣的电网状况，Trinergy™ 可以立即响应，并通过双转换模式运行，保持尽可能高的输出功率质量。.
总之，与不考虑电网状况而直接以双转换模式运行的标准UPS不同，Trinergy™首先监测电网环境的运行状况，然后智能地选择最有效的干扰补偿方式。这使其能够仅使用必要的能量，并实现比标准UPS高出4%至7%的性能。因此，它在提供与双转换UPS相同高质量电源调节的同时，还能保证更高的性能水平。.
实际应用案例：
Trinergy™ 的卓越优势使其能够区分不同的电网输入条件，并选择最佳运行模式，仅使用提供最佳输出功率质量和负载调节所需的能量。为了
更好地理解这一革命性架构带来的优势，并量化 Trinergy™ 可实现的有效节能效果，我们对目前市场上各种 UPS 技术进行了模拟。
模拟的可信度取决于是否考虑真实的网络状况；为此，艾默生网络能源对其 LIFE™.net 远程监控和诊断系统测量的网络数据进行了分析。该系统是一个双向通信系统，全年 365 天、每天 24 小时运行，旨在远程诊断、监控和管理其全球网络中 UPS 和配电系统的运行状态。.
以下数据来自对英国境内 2374 套 UPS 系统进行 24 小时、全年 365 天监控的样本，这些数据反映了 UPS 在实际网络环境下的性能。以下数据代表了 2008 年使用 LIFE™.net 对由我们 UPS 系统保护的机构进行为期 12 个月分析后得出的平均性能：
- 发生2709次超出容差范围事件。-
平均超出容差范围持续时间为8秒。-
每台UPS发生11次主电源故障。-
主电源故障平均持续时间为120秒。
所有这些情况都可能对负载造成潜在损害。之前的分析结果与现有的UPS技术相结合，至关重要；这得益于专门为此目的开发的专用模拟器，该模拟器整合了包括网络状况、UPS架构、性能和UPS算法在内的一系列参数。鉴于实际网络数据和架构规范的可用性，我们进行了仿真，并计算了UPS在每种运行模式下的平均运行性能，同时考虑了输入功率，从而得出一年的总能耗。下表显示了获得的平均性能，并用于计算和比较三种不同技术的节能效果。.
现有标准技术：
这种采用变压器内置逆变器技术的UPS可保证满载效率达到92.5%。在有空调的受控环境中，一年的满载能耗为8694兆瓦时。
采用节能模式的同类最佳技术。
这种配备节能模式和智能双转换功能的UPS可显著提升系统性能，效率最高可达97%。在智能双转换模式下运行的UPS平均运行效率为95%，与标准技术相比可节省220兆瓦时能源，从而显著降低成本。
Trinergy™ 技术：
Trinergy™ 革命性的全新技术架构带来卓越优势。Trinergy
™ 可根据不同的负载情况智能选择最高效的运行模式，最大限度地降低能耗，确保完美的电力质量，并实现高达 98% 的平均效率。这意味着节能、降低成本并减少对环境的影响。
总之，
在确保关键设备和工艺安全方面，我们目前主要有两种技术可供选择：现有的标准技术和具有节能模式的同类最佳技术。这两种被广泛接受的技术在能源效率方面各有优缺点。
标准UPS在双工模式下能够提供最佳的负载保护，无论电压波动幅度很小还是发生严重断电。在这两种情况下，UPS消耗的能量是相同的。问题是，是否有可能制造出一种UPS，能够分别适应两种不同的电网状况，从而降低能耗，也就是说，在电压波动较小时减少能量损耗？
采用一流技术并具备节能模式的UPS的主要局限性在于，在节能模式下运行时，即使遇到轻微扰动，也无法进行任何调节。此外，由于逆变器需要切换到双转换模式（智能双转换）来调节负载，因此无法消除谐波或补偿电压波动，而这反过来又会导致大量的能量损耗。.
从 LIFE™.net 监控和诊断系统中提取的数据可以进一步证明这一点，该数据清楚地表明，网络中最常见的干扰不是主电源的完全故障，而是主要超出容差范围的情况或网络波动；因此，为了使 UPS 能够以一流的技术和节能模式运行，它需要不断切换到双转换模式，以实现最大的功率控制。.
此前推出的Trinergy™技术优势显著：它
不仅最大限度地提升了现有各种运行模式的性能，还开发了一种全新的算法，使UPS能够监控其运行环境，并智能地选择运行模式，从而在保持最佳性能的同时，最大限度地保护负载并节省能源。Trinergy
™的卓越性能并非其唯一亮点。凭借
独特的技术组合，Trinergy™也是目前降低运行成本的最佳解决方案。
事实上，正如我们在分析中所展示的，标准模式下运行的UPS几乎无法节省任何能源或成本，因为它始终处于双转换模式。
而当标准技术与采用节能模式的同类最佳技术进行比较时，节能和成本节省的效果则非常显著。最后，采用Trinergy™技术的UPS将所有现有技术融为一体，其节能效果是采用同类最佳技术的UPS的两倍。Trinergy
™是全球UPS行业的真正革命性突破。
附录：节能计算方法
要计算任何UPS的节能值，我们首先必须计算每个单元的能耗。
目前市面上的UPS种类繁多，采用不同的技术；因此，每台UPS的能耗也各不相同。
要计算 UPS 的能量损耗，我们必须从设备的效率开始，效率实际上是系统损耗能量的体现
。
公式：1
上述公式（效率等于有功输出功率除以有功输入功率）用于计算UPS的效率。
节能效果可通过计算每台UPS耗散能量的差值得出。UPS
一年的耗散能量（kWh）可使用以下公式计算：
公式：2
E (kWh) = Pi (kW) x 365 (每年天数)
x 24 (每天小时数)
x 1.7 (空调系数)
利用该公式，输入功率 (Pi) 可通过有功输出功率除以效率来计算。
此外，为了获得更贴近实际的结果，所有系统均采用了 1.7 的空调系数。
在实际应用中，通常需要空调系统来维持受控温度。逻辑上讲，UPS 耗散的能量越多，其散发的热量就越多，因此空调系统耗散的能量也会增加。
为了计算模拟中的能量耗散，我们选择了一台 600 kVA、有功输出功率为 540 kW 的 UPS。为了获得 UPS 的输入功率并进而计算节能效果，首先需要了解所比较的不同技术的效率。
采用标准现有技术、运行在双转换模式下并连接到 540 kW 阻性负载的 UPS，其固定效率值为 92.5%。
为了获得一流UPS技术和Trinergy™技术的性能值，我们使用了专用模拟器，因为这些技术具有不同的运行模式，其性能会因当前电网状况而异。
该模拟器使我们能够计算这些技术可实现的节能效果。我们使用实际电网数据，输入一流UPS技术和Trinergy™ UPS技术的性能、架构和算法。模拟器会
根据从LIFE™.net远程监控和诊断系统提取的电网状况，自动计算UPS在不同运行模式下的运行时间，从而得出平均UPS能耗性能。
使用一流UPS技术进行模拟时，模拟器会分析输入条件，计算UPS在双转换模式和节能模式下全年的运行时间，以此得出平均UPS运行性能。
使用Trinergy™技术进行模拟时，我们可以根据输入的实际网络状况，计算UPS在不同模式下的运行时间，从而得出整体平均运行性能。
总之，节能值计算为每台 UPS 消耗的能量（使用负载的有功输出功率计算）与使用专用模拟器获得的平均运行性能之间的差值。
本文由艾默生网络电力公司提供。
