ups市场发展现状及趋势

  目前,在国家政策和巨大需求的推动下,我国数据中心掀起了新一轮的建设高潮。数据中心投资连续多年保持快速地增长,数据中心规模逐渐扩大。在数据中心增长过程中,数据中心的安全问题、能耗问题逐步凸显。数据中心供电系统的稳定性,直接影响IT设备的稳定运行,决定着数据中心的安全和服务能力。数据中心供电系统的效率,影响着数据中心能耗水平。UPS作为数据中心供电系统的核心,发挥着关键作用。

  2 2016年中国UPS市场发展现状2016年中国国内生产总值74.4万亿元,按可比价格计算,比2015年增长6.7%。虽然国内整体经济大环境增速放缓,但大规模乃至超大规模数据中心的建设,带动了UPS市场的发展。加上UPS自身产品功率慢慢的升高,销售额出现大幅度上升。根据赛迪顾问最新调研结果示,2016年中国UPS整体市场销售额为55.74亿元人民币,与2015年相比同比增长8.7%。从销量来看,2016年中国UPS整体市场销量为197.41万台,同比下降3.6%(见图2)。受原材料成本上涨和UPS功率段结构影响,市场平均价格有所增长。通过细分产品和细致划分领域研究,中国UPS市场具有如下的特点:

  (1)UPS产品继续向大功率发展从功率段结构来看,2016年中国UPS市场功率段进一步向大功率迁移。100kVA以上的产品占比逐步扩大,占整体市场的38.8%,200kVA以上的产品继续保持迅猛的增长势头,销售额已成为第一大产品结构比例,达到26.6%,10kVA以下的细分市场占比进一步萎缩至24.9%(见图3a)。(2)模块化UPS发展迅速从系统结构来看,2016年模块化UPS市场销售额达到13.43亿元人民币,占总体市场占有率的24.1%,与2015年相比增长27.7%,高于传统塔式UPS的上涨的速度(见图3b)。

  (3)电信运营、互联网和金融是主要应用行业电信运营、互联网、金融、政府、制造等行业是2016年UPS主要应用行业。赛迪顾问调研多个方面数据显示,2016年在UPS平行市场中,互联网服务商和基础电信运营商仍就保持旺盛投资热情,占比最高,UPS市场销售规模达到7.69亿元,占整体市场的13.8%,互联网巨头BAT加速公有云布局,数据中心建设规模在快速扩张,UPS市场销售规模6.47亿元,占整体市场的11.6%。金融行业加速拥抱互联网,云化进程明显加快,包括银行、保险、证券等在内的金融行业市场占整体市场15.5%。医疗、制造等行业是2016年成长较快行业。3 数据中心供电系统发展的新趋势3.1 预制化、模块化下一代数据中心将在自动化、智能化及高效节能方面提升基础设施部署及运维管理,绿色数据中心已成为数据中心发展的必然,工信部、国家机关事务管理局及国家能源局已联合制定了《国家绿色数据中心试点工作方案》。按需建设、定制化建设目前被慢慢的变多客户所接受,高效、智能、按需部署及快速扩容的特性,使得模块化、预制化成为UPS的主流发展趋势。模块化UPS可分为大模块组合型UPS和小模块插拔型UPS,其特点是每一个功率模块都是一个独立的UPS。大模块组合型UPS与小模块化插拔型UPS的差异仅在于“插拔”模式的差别。大模块组合型模块并联数量少,可靠性高,但模块重量太重没办法实现插拔,通常应用在中大型数据中心;小模块插拔型UPS模块采用热插拔连接,维护维修更便利,但由于并联模块较多,可靠性相对较差,通常用在小型IT机房。相对于传统的塔式UPS,模块化UPS的产品特征决定了其具有可用度高、维护便利、有限容量的快捷扩容及便于工厂流程化生产等优势。预制化UPS系统方案,减少了设计、运输和实施工程的成本,免去了现场测试、调试过程实现了快速部署,产品经过工厂级测试确保了整体系统的稳定性,并可提供灵活多样的产品形态以满足多种的数据中心建设需求。3.2 市电直供技术对于数据中心的供电技术来说,交流直供技术的应用减少了能源的转换环节,提高了系统效率。它与市电直供,240V直流供电的灵活组合不但可以满足T1～T4级数据中心不同供电架构的安全需求,同时极大地提升数据中心的绿色节能水平。市电直供技术具体有两种实现架构:(1)交流直供与市电直供组合供电技术基于UPS后备电源的交流直供技术与无后备电源的市电直供技术的组合,可实现T3级数据中心的安全需求,其供电效率在99%以上,相对于传统的T3级供电架构,电源系统的节能超过80%。(2)交流直供与240V直流组合供电技术数据中心IT设备,一路采用基于UPS后备电源的交流直供供电,另一路采用直流240V供电,构成交直流供电的2N架构,可满足T4级数据中心的安全需求。交流直供能轻松实现99%的供电效率,直流供电能够达到94%的供电效率。通过对两个PSU的有效管控,能轻松实现交流直供回路100%供电,直流供电回路备份的高效运行方案。(3)高压直流技术高压直流方案分为240V高压直流和336V高压直流技术两种。240V高压直流技术衍生于传统220V电力操作电源,并吸收了48V通信电源的各种优点。从原理上讲,240V高压直流存在两次转换,首先从220VAC预稳压到400VDC,再降压到240VDC输出,与UPS不同的是,直流不再逆变回交流。和传统的UPS技术比较,240V高压直流方案的优势如图4所示。

  336V高压直流方案仅需要一次电源转换,从而进一步提升电源的转化效率。相比于240V高压直流方案,336V高压直流方案技术更为先进,节约能源的效果更佳明显,是未来高压直流发展的方向。但336V高压直流方案需要专门定制电源,原有数据中心的供电系统设备需要大批量更新,成本比较高,目前国内应用场景范围较小。(4)多种能源与储能技术数据中心的绿色化一直是未来数据中心发展的重要方向。而构建绿色数据中心最重要的是构建绿色化的供电系统。这就需要一方面采用清洁的能源,另一方面提高数据中心能源的利用率。为了应对供电电源的不稳定性,以电池为核心的储能设备将在数据中心中发挥及其重要的作用。由新型电池构成的储能设备,能够将众多不稳定的绿色能源转化成为持续供应的稳定能源,提供给数据中心的IT设备所使用,在太阳能、风能丰富的偏远地区,将发挥及其重要的作用(见图5)。虽然目前综合利用多种绿色能源的成功案例不多,但市场上的UPS产品,逐渐呈现了类似的趋势,2016年,多家UPS厂商都推出了各自的储能式UPS设备,推动了多能源与储能技术在数据中心供电系统中的发展。

  U智认为在巨大的市场需求推动下,未来几年内,我国数据中心投资仍将保持较快增长,对UPS的市场需求也将保同步增长。绿色化、节能化成为数据中心发展的必然需求,势必也对数据中心供电系统提出了更高的要求。一方面,UPS系统通过技术升级逐步的提升产品的转化效率、降低能耗;另一方面,采用新一代的数据供电系统架构,利用高压直流、市电直供等方式,降低数据中心整体能耗。新架构的研发与推广不能仅依靠数据中心供电系统提供商,而需要电池、服务器、电源等厂商共同研发、共同突破。电池性能的突破最能够打破现有供电系统架构,高性能、高容量的锂电池,随着未来成本的下降,有望取代现有铅酸电池,成为数据中心供电系统的重要组成部分。而基于高容量电池的储能供电系统,能够充分的利用多种绿色能源,从而促进数据中心的绿色化。

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