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梅兰日兰UPS电源数据中心是信息社会的关键基础设施，是ICT技术的核心载体。ICT技术发展带来的个人信息消费的增加与企业及各种机构
的信息化建设和改造催生了巨量的数据中心建设需求。据ICT research预测，2012年至2020年间，中国数据中心的数量将
从4万个增至8万个，从1000万m2增长至3000万m2。数据中心的大规模建设进一步加大了市场对于UPS的需求。然而，现在的
UPS真的能适应数据中心的发展，尤其是未来云数据中心的发展吗？未来的数据中心需要什么样的UPS呢？
快：快速部署、快速扩容
目前在数据中心的建设方式上，模块化的理念已逐渐被大家所接受。无论是模块化数据中心还是集装箱数据中心，都是这
一理念的具体实现，模块化UPS同样符合这一理念。如果仅从整体部署速度来看，模块化UPS和塔式UPS差别并不大，但如果
从后期扩容方面看模块化的优势就非常明显。按需扩容的功率模块、在线热插拔的扩容，更符合业务快速发展的需要。尤
其是对于平均寿命只有3~5年的互联网企业，谁能早一天完成部署、早一天实现扩容，就能早一步赢得用户、早一步占据市
场。相比传统塔式UPS一到两周的安装时间，模块化UPS只需十几分钟即可完成扩容。
：易用性、高可用性
相比传统数据中心为保证可靠性而设计的复杂的Tier4架构、2N系统，ECO模式、市电直供+UPS备份等“不可思议”的方案
正在被互联网巨头所采用。正是虚拟化的技术实现，使得互联网企业从追求单纯的供电可靠性变成了更看重以快速维护为
代表的可用性。
因此UPS也要像IT设备一样易维护。这对UPS有两点要求。一是发生故障不能影响业务运行，即不影响正常电力供应；二是
发生故障后要方便维护，最好运维人员可自行维护而无须联系厂家，自行拿备件替换。显然，模块化UPS最符合这一要求。
无论是交流模块化UPS还是直流模块化UPS（高压直流）都体现出更高的可用性和易维护性。
省：节省空间和运行费用
省空间：目前的中小型数据中心大多建设在寸土寸金的楼宇之间，高密度一直是IT设备的普遍追求，如刀片式服务器。更
高功率密度、体积更加小巧的UPS能够为用户节省更多空间，对提供出租服务的企业来说，则意味着可以部署更多的机架用
于租赁；此外，基础设施架构融合，已成为数据中心发展的趋势之一，而更高功率密度的UPS将更方便地与服务、存储等IT
设备实现一体化部署，目前各主流厂家均已推出了这种一体化产品。
省电费：高昂的电费开支，也使得用户更青睐高效率的UPS，因为高效率UPS除本身损耗更低之外，还能降低制冷方面的能
耗开支。有一点需要指出的是，虽然大多数厂家都宣称可提供高效UPS，但负载率的影响仍然要考虑。对大部分数据中心而
言，UPS的实际负载率不会超过30%（新建数据中心甚至只有10%），而随着虚拟化技术的实现，CPU利用率上升之后，UPS的
实际负载率一般也不会超过40%（以1+1系统为例）。因此只有在低负载率（20%~40%）也能做到94%以上高效的UPS才最符合
数据中心的实际需求。
功率包括电功率、机械功率。电功率又包括直流电功率、交流电功率和射频功率；交流功率又包括正弦电路功率和非正弦
电路功率；机械功率又包括线位移功率和角位移功率，角位移功率常见于电机输出功率；电功率还可分为瞬时功率、平均
功率（有功功率）、无功功率、视在功率。在电学中，不加特殊声明时，功率均指有功功率。在非正弦电路中，无功功率
又可分为位移无功功率，畸变无功功率，两者的方和根称为广义无功功率。本文列出了上述所有功率计算公式，文中p(t)
指瞬时功率。u(t)、i(t)指瞬时电压和瞬时电流。U、I指电压、电流有效值，P指平均功率。
1梅兰日兰UPS电源普遍适用的功率计算公式
在电学中，下述瞬时功率计算公式普遍适用
在力学中，下述瞬时功率计算公式普遍适用
在电学和力学中，下述平均功率计算公式普遍适用
W为时间T内做的功。
在电学中，上述平均功率P也称有功功率，P=W/T作为有功功率计算公式普遍适用。
在电学中，公式（3）还可用下述积分方式表示
其中，T为周期交流电信号的周期、或直流电的任意一段时间、或非周期交流电的任意一段时间。电学中，公式（3）
和（4）的物理意义完全相同。
电学中，对于二端元件或二端电路，下述视在功率计算公式普遍适用：
2直流电功率计算公式
已知电压、电流时采用上述计算公式。
已知电压、电阻时采用上述计算公式。
已知电流、电阻时采用上述计算公式。
针对直流电路，下图分别列出了电压、电流、功率、电阻之间相互换算关系。
3正弦交流电功率计算公式
正弦交流电无功功率计算公式：
正弦交流电有功功率计算公式：
正弦电流电路中的有功功率、无功功率、和视在功率三者之间是一个直角三角形的关系：
当负载为纯电阻时，下式成立：
此时，直流电功率计算公式同样适用于正弦交流电路。
4非正弦交流电功率计算公式
非正弦交流电功率计算公式采用普适公式（3）或（4）
对于周期非正弦交流电，将周期交变电压电流进行傅里叶变换，展开为傅里叶级数，有功功率计算公式还可表示为：
上式中，当n仅取一个值时，例如：n=1，上式成为基波有功功率计算公式；n=3，上式成为三次谐波有功功率计算公式
。
在非正弦电路中，有功功率和视在功率的定义不变，然而，此时，电压、电流相位差已经没有明确的物理意义，此时
，Q按照下述公式定义：
式中，Un、In为n次谐波的有效值，当n=1时，U1、I1称为基波有效值。
然而，此时，
由于Q与基波及谐波电压、电流的相位角相关，称为位移无功功率。为此，引入畸变无功功率D，畸变无功功率计算公
式如下：
畸变无功功率有时也称畸变功率，上式中，N为电压、电流最大谐波次数中的小者。某些文献中也将Q称为无功功率，
而将Q和D的方和根称为广义无功功率。
对比位移无功功率和畸变无功功率的计算公式，可以发现：Q是相同频率的电压分量与电流分量相位移不同产生的无功
；而畸变无功功率则是不同频率电压及电流分量之间产生的无功。这一点很容易理解，前者是因为相同频率分量之间存在
相位差。而后者由于频率不同，其相位差始终在变化，当然不会相等，而电压和电流相位不同，就会产生无功。
非正弦电路中，视在功率S、有功功率P、位移无功功率Q、畸变无功功率D满足下述计算公式。
5射频功率计算公式
射频功率属于交流电功率，理论上具有与交流电功率相同的计算公式，但是，实际上在超高频和微波频段，有TEM波和
非TEM波之分。在TEM波的同轴系统中，电压和电流虽有确切含意，但测量其绝对值很困难。在波导系统中，因为存在不同
的电磁模式，电压和电流失去唯一性。在个频段和各传输系统中，功率是单值表征信号强度的重要方法。在射频范围直接
测量功率代替了电压和电流的测量。
融会贯通 找提分点，上天天练！
与“传感器是把非电学量（如高度、温度、压力等）的变化转换成电学量变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应
用.如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图.金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直
流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，即①电源接通后，电容C减小
，反映h减小.②电源接通后，电容C减小，反映h增大.③电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小.④电源接通再断开后
，电压U减小，反映h增大.以上判断正确的是...”相似的题目：
要增大电容器的电容，下列方法可行的是（ ）
A. 增大两极板的正对面积
B. 增大加在两极板间的电压
C. 增大两极板间的距离
D. 换用相对介电常数较小的电介质
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如图所示，平行板电容器处在真空中，电容为C，带电荷量为Q，板间距离为d，今在两板的中点d/2处放一电荷q，已知静电
力常数为k，则它所受电场力的大小为
Ａ．Ｂ.Ｃ.ＤB.
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如图所示,水平放置的平行板电容器与一电池相连。在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态。现将电容器两板间
的距离增大，则
A. 两板带电量一定，电容变大，质点向上运动
B. 两板带电量一定，电容变大，质点向下运动
C. 两板间电压一定，电容变小，质点保持静止
D. 两板间电压一定，电容变小，质点向下运动
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“传感器是把非电学量（如高度、温度、压力等...”的最新评论
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