1 數據中心的發展
數據中心（Data Center）的發展從基礎設施層面可以粗略劃分為三個階段：
一階段主要是場地、電源、網絡線路、通信設備等基礎電信資源和設施的托管和線路維護服務，多由電信企業提供，客戶包括行業、大型企業等。
二階段是90年代中后期互聯網的普及所帶來的主機托管、網站托管等業務的速發展，IT設備的集中放置和對維護的要求也相應提高。IDC成為企業IT基礎設施的核心。
三階段是2000年后，隨著云計算等技術的提出與高性能IT設備的應用，數據中心逐漸向大型化、虛擬化、綠色化發展。新型數據中心采用高性能基礎架構，可以實現資源的按需分配，并通過規模化運營與多種新型節能技術來降低整體運營成本。
據Gartner統計，截止2010年底，**的數據中心總量為339萬個，約占**電力消耗的 1.3%。而在美國，這一比例更高，根據美國環境保護署的報告顯示，2011年數據中心能源消耗占到了美國電網總量的2%，并且還將呈現每五年翻一番的態勢。另據ICT Research統計，2012我國數據中心能耗高達664.5億度，占當年全國工業用電量的1.8%。根據預測，到2015年我國數據中心能耗預計高達1000億度，相當于整個三峽水電站一年的發電量。
近年來，數據中心的發展逐漸呈現以下幾個趨勢，限于篇幅本文對于具體實現和技術細節不做過多介紹，僅對于基礎設施尤其是與供配電系統相關的各種趨勢進行剖析。
1）虛擬化，化繁為簡
近年來，隨著云計算的興起，虛擬化技術逐漸成熟。服務器虛擬化技術是指通過運用虛擬化的技術充分發揮服務器的硬件性能，確保在企業投入成本的同時，提高運營效率，節約能源，降低經濟成本和減少空間浪費。如原來四臺20%使用率的服務器，通過虛擬化資源整合，可將業務集中到一臺80%使用率的服務器上，從而提升資源利用率。
較新Foresight調查報告顯示，提高業務連續性和實現災難恢復在消費者采用虛擬化的動機中排名**，虛擬化文件和數據的備份、恢復、照、復制、歸檔技術已經有一個相對健全的市場。
2）基礎架構，分久必合
近年來，融合基礎架構成為數據中心的新趨勢。所謂融合基礎架構，簡單說來是將服務器、存儲、網絡以及管理軟件等資源融合于一體，形成一個整體的解決方案。和傳統的數據中心架構相比，融合基礎架構打破了存儲、計算、網絡的邊界，簡化了IT基礎設施的部署、運維和管理，從而縮短了用戶的部署時間，提高了資源利用率，大大降低了企業的采購成本。
目前，IBM、惠普、戴爾、華為、甲骨文均推出了各有特色的融合基礎架構產品。預計到2017年，融合基礎架構會占到**服務器、網絡、架構和服務市場總開支的三分之二，市場前景十分廣闊。而對于底層的供配電設備，未來也將進一步與IT設備進行融合。
3）綠色節能，大勢所趨
不斷上漲的能源成本和不斷增長的計算需求，使得數據中心的能耗問題引發越來越多的關注。在發布的《關于數據中心建設布局的指導意見》中，指出推廣綠色數據中心和綠色電源，明確要求新建大型云計算數據中心的能耗效率(PUE)值達到1.5以下，已建的數據中心通過整合、改造和升級，PUE值應降到2.0以下。2014年2月1日，上海率先頒布了國內數據中心能耗限額的強制性地方標準，正式吹響了數據中心節能領域的成員號角。
在國外，蘋果、亞馬遜、谷歌等公司都已積極開展數據中心的“綠色”改造，并推出許多**低PUE的數據中心，這些成功案例為國內的綠色數據中心建設提供了有益的借鑒。
2 數據中心供配電系統的現狀
1）傳統UPS技術遠遠落后于數據中心的發展
“硅進銅退”已成為電力電子領域的發展趨勢。在經歷了MOSFET、IGBT等功率器件的更新換代、DSP與數字電路的廣泛應用、LLC、軟開關、三電平逆變等新拓撲的逐漸成熟后，高頻化、數字化、智能化已成為電子產品的主流趨勢�！般~”所代表的變壓器、濾波電感等傳統模擬電路器件正逐漸被“硅”所代表的各種單片機、控制芯片、新型半導體功率器件等數字電路器件所代替。正是“硅”的大量應用，使得電子產品體積越來越小、效率越來越高、運算速度越來越，這一趨勢在IT領域尤為明顯，如刀片服務器、原子路由器等。在消費電子領域，則表現為越來越薄的手機、越來越小的各種盒子等。而對UPS行業來說，“銅”代表的是傳統工頻UPS的隔離變壓器，“硅”代表的是更加智能化的高頻UPS。“硅”的大量使用，使得UPS更加智能化，因為涉及到軟件的要求越來越多，UPS也已從傳統的硬件產品變成了軟硬結合的產品。同時，從環保的角度來看，銅是**資源，而硅主要來自于沙子，儲量巨大。所以，無論從技術角度還是從經濟成本角度考慮，“硅進銅退”都必將是UPS發展的重要趨勢。
多方因素阻礙UPS技術進步。相比消費類電子產品的速更新換代，數據中心的供配電產品明顯進步緩慢。這主要是因為供配電產品的“基礎設施”屬性注定了，只要不壞，客戶很少會主動進行更換，筆者就曾在某運營商機房看到華為公司十多年前推出的UPS目前仍在使用。除此之外，部分設備廠商出于自身利益的考慮，也進一步阻礙了新技術在UPS領域的應用。結果導致在國內新建的各種數據中心中，仍不時可以看到各種傳統工頻機的身影。
2）供電設備長期低效率運轉，電力浪費嚴重
對數據中心來說，追求更低的PUE和運營成本是CIO們永遠的任務。由輸入變壓器和ATS開關所組成的UPS輸入供電系統，以及由UPS及其相應的輸入和輸出配電柜所組成的UPS供電系統，它們的功耗約占數據中心機房所需總功耗的10%左右。其中7%左右的功耗來源于UPS供電系統，3%左右來源于UPS輸入供電系統。對于大型數據中心來說，降低UPS供電損耗，可有效提升PUE，節省電費開支。
而實際情況是，對于大部分的數據中心來說，UPS實際運行負載率都不會**過40%。尤其是對于可靠性要求較高的數據中心，傳統供配電系統在設計時往往會采用2N架構，UPS實際運行負載率甚至還不到20%。而對于大部分傳統UPS來說，在20%負載率左右的實際效率普遍低于85%。所以，在數據中心實際運營中，大部分UPS都在長期低效率的運行，電費浪費情況嚴重。據測算，對于200kW的小型數據中心而言，如果能將UPS實際運行效率提升到95%以上，每年僅電費就可節約30萬元。
3）傻大笨重，安裝維護困難
傳統工頻UPS一般采用塔式結構，其內置變壓器往往導致UPS體積巨大、笨重，運輸安裝困難。對于大功率UPS，往往會因為**重而不得不采用大型工程機械來進行吊裝，如果運輸通道過窄，甚至還需要砸開機房墻壁進行搬運。所以一旦初期安裝完成，基本很難再進行擴容。但對于業務速發展的企業尤其是互聯網企業來說，未來的不確定性往往要求基礎設備也同樣具備隨需擴容的能力，傳統的UPS顯然無法滿足這一訴求。微模塊概念的提出、HVDC的大量應用，無疑都是對速建設、速擴容、速維護這一趨勢的體現。
近年來云計算的*興起，虛擬化技術的大量應用，使得各種應用與IT硬件設備進一步解耦。與此同時，*好用的X86服務器逐漸代替傳統小型機，模塊化的架構設計也早已成為IT設備的普遍趨勢�！凹床寮从�、壞了就換”的維護模式，使得對IT運維人員的數量和能力要求進一步降低。而傳統的塔式UPS，一旦損壞就必須停機由人員進行維護，維護費用高昂、恢復時間漫長，故障的UPS長期運行在旁路模式的同時也使得業務中斷的風險大幅增加。傳統塔式UPS已經成為制約數據中心穩定運營的瓶頸。
3 數據中心需要什么樣的UPS
應該承認，不**業對UPS的認知與應用仍存在巨大差異。各種方案的應用也因人而異，并無統一標準。但是在保證可靠供電的前提下，筆者認為未來的數據中心將會在以下幾個方面對供配電系統提出更高的要求。
1）是“”，即速建設、速擴容。
目前在數據中心的建設方式上，模塊化的理念已逐漸被大家所接受。無論是模塊化數據中心還是集裝箱數據中心，都是這一理念的具體實現。模塊化UPS同樣符合這一理念。如果僅從整體部署速度來看，模塊化UPS和塔式UPS差別并不大。但如果從后期擴容方面以及初期投資方面，模塊化的優勢都非常明顯。，按需擴容的功率模塊，更符合業務發展的需要。尤其是對于平均壽命只有3到5年的互聯網企業，誰能早一天完成部署，早一天實現擴容，就能早一步贏得客戶，早一步占據市場。相比傳統塔式UPS一到兩周的安裝時間，模塊化UPS只需幾分鐘即可完成擴容。其次，商業競爭日趨激烈，市場環境變幻莫測，以及未來發展的不確定性都要求CEO們必須在長期規劃與初期投入之間尋找較合適的平衡點。模塊化的結構只需要預留合適空間，而不需一次性投入，未來可根據業務發展分批分期投入，明顯降低企業運營風險。對客戶而言，無論是自建還是出租，模塊化UPS都更適合企業的未來長遠發展。
2）其次是“易”，即易用性、高可用性。
相比傳統數據中心為保證可靠性而設計的復雜的Tire4架構、2N系統，旁路模式、市電直供 UPS備份等等“不可思議”的方案正在被互聯網成員們采用。正是虛擬化的技術實現，使得互聯網企業從追求單純的供電可靠性變成了更看重以速維護代表的可用性。
因此UPS也要向IT設備一樣易維護。這對UPS有兩點要求：1、發生故障不能影響業務運行，即不影響正常電力供應；2、發生故障后要方便維護，較好運維人員可自行維護而*聯系廠家。顯然，模塊化UPS較符合這一要求。無論是交流模塊化UPS還是直流模塊化UPS（高壓直流）都體現出了更高的可用性和易維護性。
3）然后是“省”，即節省。
省空間：目前的中小型數據中心大多建設在**的樓宇之間，高密度一直是IT設備的普遍追求，如刀片式服務器。更高功率密度，體積更加小巧的UPS能夠為用戶節省更多空間，對提供出租服務的企業來說，則意味著可以部署更多的IT設備用于租賃；另一方面，如前文所述，基礎設施架構融合，已成為數據中心發展的趨勢之一，而更高功率密度的UPS將更方便地與服務、存儲等IT設備實現一體化部署，目前各主流廠家均已推出了這種一體化產品，如華為mircoDC, APC infraStruXure等。
省電費：高昂的電費開支，也使得用戶更青睞率的UPS，因為率UPS除本身損耗更低之外，還能降低制冷方面的能耗開支。有一點需要指出的是，雖然大多數廠家都宣稱可提供UPS，但負載率的影響仍然要考慮。對大部分數據中心而言，UPS的實際負載率不會**過30%（新建數據中心甚至只有10%），而隨著虛擬化技術的實現，CPU利用率上升之后，UPS的實際負載率一般也不會**過40%（以1 1系統為例）。因此只有在低負載率（20%~40%）也能做到94%以上的UPS才較符合數據中心的實際需求。
除此之外，目前的主流服務器因為大量采用PFC校正電路，其輸入功率因數已普遍**過0.9。這就要求為其供電的UPS同樣應能提供0.9甚至更高的輸出功率因數，否則為了匹配這些服務器，用戶將不得不采購更多的UPS。 比如，按理論計算（不考慮冗余等實際情況），10臺500VA/450W（功率因數0.9）的服務器，其總功耗為5KVA/4.5KW，只需采購一臺5KVA輸出功率因數大于0.9（輸出功率大于4.5KW）的UPS即可。而如果UPS功率因數為0.8甚至更低，則需要兩臺5KVA的UPS。