UPS技術(shù)新突破 輕松構(gòu)建高效、可靠、可擴(kuò)展的中大型數(shù)據(jù)中心

責(zé)任編輯:editor004

2017-03-30 10:54:47

摘自:機(jī)房360

摘要: 在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)和應(yīng)用的推動下,數(shù)據(jù)中心大型化的趨勢非常明顯。高可靠與成本永遠(yuǎn)是一對矛盾體,對于廠商而言,如何平衡這兩者也是一個考驗(yàn),這既關(guān)乎廠商的技術(shù)水準(zhǔn)也關(guān)乎廠商的市場策略。

在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)和應(yīng)用的推動下,數(shù)據(jù)中心大型化的趨勢非常明顯。不僅互聯(lián)網(wǎng)巨頭們的數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大,一些云服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也迅速膨脹(出現(xiàn)了10萬+臺服務(wù)器以上的數(shù)據(jù)中心),相應(yīng)地,市場對中大功率UPS的需求也大增。

實(shí)際上,中大功率的需求不僅來自數(shù)據(jù)中心也來自工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)HIS的研究,預(yù)計(jì)到2019年500KVA以上功率UPS市場將以近2位數(shù)的速率增長,而中國市場對中大功率UPS的需求更為強(qiáng)烈,2014年到2019年的年復(fù)合增長率將達(dá)到13.6%。面對這個高速增長的市場,相關(guān)UPS廠商也都加緊了產(chǎn)品升級和更新力度,推出自己的產(chǎn)品。在這些產(chǎn)品面前,到底哪一個才是最適合自己的?選型過程中有哪些關(guān)鍵點(diǎn)需要重點(diǎn)考慮?

總體上,一個好的UPS系統(tǒng)應(yīng)該滿足:低前期投資、低運(yùn)營費(fèi)用以及低業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn),在這一個總體目標(biāo)之下,結(jié)合數(shù)據(jù)中心和UPS行業(yè)的整體發(fā)展趨勢,專家建議,UPS設(shè)備選型時(shí)除了產(chǎn)品價(jià)格之外,需要特別考慮如下關(guān)鍵點(diǎn):能效、可靠性和可擴(kuò)展性。

  高可靠降低業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)

可靠是大中功率UPS的一個基本要素。這是因?yàn)榇笾泄β蔝PS支撐的系統(tǒng)和業(yè)務(wù)多,其中不乏關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)。比如,一些以云服務(wù)為主要業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)中心,與客戶會簽訂有SLA協(xié)議,一旦UPS出現(xiàn)問題影響到IT系統(tǒng)的運(yùn)行,將會給公司帶來的非常大的影響,包括收入和公司聲譽(yù)。

UPS的高可靠性首先來自零部件,一是零部件本身要高可靠,而是零部件需要有一定的“容錯”能力。比如,部件要耐高壓沖擊,以及在制冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障室溫超過35-400C時(shí)仍然滿載持續(xù)運(yùn)行而無需降容等。除了零部件外,如今的UPS還會采用眾多技術(shù)來提高可靠性。比如,模塊化和冗余設(shè)計(jì)就是目前常見的技術(shù)手段,這可以保證在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能自動切換,而且能把故障隔離并限制在單個模塊。

此外,近年來還有一些技術(shù)值得關(guān)注,比如施耐德電氣提出的4電平技術(shù)。與傳統(tǒng)的2傳統(tǒng)電平和3電平逆變器相比,4電平可以減少對UPS中的關(guān)鍵控制部件IGBT的承壓,從而大幅提高IGBT的可靠性,而且4電平還能減少開關(guān)的損耗,除了提高效率之外,也可以提高開關(guān)的可靠性。

當(dāng)然,高可靠與成本永遠(yuǎn)是一對矛盾體,對于廠商而言,如何平衡這兩者也是一個考驗(yàn),這既關(guān)乎廠商的技術(shù)水準(zhǔn)也關(guān)乎廠商的市場策略。

高能效是長期投資

高能效意味著節(jié)能,無論是數(shù)據(jù)中心還是工業(yè)應(yīng)用節(jié)能都非常關(guān)鍵。研究顯示,數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)占數(shù)據(jù)中心整體運(yùn)營成本1/3以上,而降低數(shù)據(jù)中心的能耗需要多方共同努力,UPS也是其中之一。實(shí)際上,在社會普遍重視節(jié)能環(huán)保的背景下,UPS廠商無不想法設(shè)法提高產(chǎn)品能效,而能效也成為各UPS比拼的最重要指標(biāo)之一。

眾所周知,能效與UPS的運(yùn)行模式有關(guān)系,數(shù)據(jù)中心中UPS一般運(yùn)行在雙變換模式下,即設(shè)備始終處于UPS的保護(hù)之下,上面的數(shù)據(jù)也基本都是這種模式下的能效值。除了雙變換模式,今天不少廠商還在宣傳ECO模式(習(xí)慣上也稱作“靜態(tài)旁路”),讓雙轉(zhuǎn)換式UPS在ECO模式下運(yùn)行以提高其運(yùn)行效率。

ECO模式的確可以提高用電效率和節(jié)能。但是,這往往意味著用電設(shè)備離開了UPS的保護(hù),實(shí)踐中真正敢使用這種技術(shù)的數(shù)據(jù)中心少至又少。施耐德電氣獨(dú)有的E變換模式,其結(jié)合了ECO模式和雙變換模式,使得該模式效率高達(dá)98%以上,同時(shí)電能質(zhì)量與雙變換模式幾乎一致,能夠在高能效狀態(tài)下提供雙轉(zhuǎn)換模式所具有的保護(hù)特性。

高可擴(kuò)展可提高靈活性,降低成本

 

今天的市場變化很快,企業(yè)要快速相應(yīng)市場變化,這也就對底層的基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求,可擴(kuò)展性就是為應(yīng)對這種需求提出的。當(dāng)然,可擴(kuò)展性的另一個作用是能節(jié)省前期投資。比如,具有高可擴(kuò)展能力的UPS就支持“邊成長邊投資”,即未來可以隨著業(yè)務(wù)增長不斷擴(kuò)容,而不用一次性投資到位,這可以明顯降低初期投資。

作為一種有效提供UPS可擴(kuò)展性的方法,模塊化設(shè)計(jì)近年來大行其道。實(shí)際上,模塊化不止應(yīng)用在UPS,如今也已經(jīng)廣泛應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心的各個方面,比如模塊化服務(wù)器、模塊化數(shù)據(jù)中心等。

采用模塊化設(shè)計(jì)的UPS在初始安裝后,可以通過增加功率柜體擴(kuò)容或提高冗余度。每一個功率柜體都能夠平均分擔(dān)負(fù)載,并且當(dāng)發(fā)生故障時(shí)能夠與系統(tǒng)隔離,因而即使一個或多個功率柜體故障后系統(tǒng)仍然能夠繼續(xù)正常運(yùn)行,可以說好處非常明顯。過去模塊化主要用于中小功率的UPS,如今這項(xiàng)技術(shù)也開始進(jìn)入大功率UPS中。

以上提及的可靠性、能效和可擴(kuò)展只是UPS選型中要重點(diǎn)考慮的,除此之外,還有些方面也值得關(guān)注,比如UPS的可管理性。一個好的UPS能自動定期對電池進(jìn)行自檢,提前對電池進(jìn)行警告性故障分析,以便及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù);還能進(jìn)行溫度補(bǔ)償電池充電,根據(jù)實(shí)際的電池溫度調(diào)整充電電壓延長電池壽命。這無疑會給設(shè)備的后期管理和運(yùn)維帶來很大方便。

最后,UPS適用何種電池也值得一提。如今鋰電池越來越流行,并已開始進(jìn)入數(shù)據(jù)中心,未來很可能取代鉛酸蓄電池成為主流。因?yàn)橄鄬τ趥鹘y(tǒng)鉛酸蓄電池,鋰電池有著許多技術(shù)優(yōu)勢。比如,鋰電池更節(jié)省空間,自帶BMS的鋰電池更智能,可以自我監(jiān)測、自我診斷,具有自我熔斷、自我隔離、過壓保護(hù)、防過充等很多保護(hù)性功能,在串并聯(lián)組合上也更為自由,可以更靈活地滿足各種供電需求。目前鋰電池普及的主要障礙在成本,假以時(shí)日這有望通過技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模來解決。因此,新一代的UPS必須支持鋰電池供電。

綜上所述,在大中功率UPS的選型是一個復(fù)雜而要特別謹(jǐn)慎的工作,需要系統(tǒng)而全面的規(guī)劃,需要進(jìn)行多方面的平衡,特別是成本與功能的平衡。好在UPS廠商也在致力于提供更多、更好的UPS設(shè)備,來降低用戶選擇時(shí)的難度,就像近期施耐德電氣推出的中大功率高能效、高可靠、高可擴(kuò)展性三相UPSGalaxyVX一樣。這一款引入眾多新的技術(shù),實(shí)現(xiàn)了成本與功能、初期投資與長期效率等多方面的平衡,并且兼容4種前瞻儲能方式的創(chuàng)新產(chǎn)品,相信不僅是中大型數(shù)據(jù)中心的上佳之選,也必將推動UPS行業(yè)整體技術(shù)水平的提升。

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