数据中心焦点:如何选择不间断电源

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根据Uptime Institute的2020年年度停机分析,2019年数据中心停机最常见的原因是IT服务(31%)、数据网络(30%)和电源(15%)的问题。

数字化转型热潮正迫使越来越多的公司将其业务流程迁移到基于云的虚拟环境。因此,越来越多的数据中心正在建设中,既可以提供云服务,也可以满足各个组织自身的需求。数据中心的事故数量也在增加。这背后的三大原因包括多年来的电源问题。

根据Uptime Institute的2020年年度停机分析,2019年数据中心停机最常见的原因是IT服务(31%)、数据网络(30%)和电源(15%)的问题。在前两种情况下,数据中心的功能可以快速恢复,而电源系统的故障可能会导致不可预测的后果。

2021 年 3 月 9 日,一场大火吞噬了斯特拉斯堡的 OVH 数据中心。整个晚上,一百多名消防员都在与大火作斗争,取得了不同程度的成功。该事件导致 360 万台网络服务器无法使用,包括法国、英国、波兰和科特迪瓦的政府网站。这与勒索软件等主要网络威胁造成的损害相当。

OVH 创始人 Octave Klaba 在一段短视频中透露,火灾是由前一天服务的不间断电源引起的。消防员用热成像仪探索了现场,证实了这一信息。

到目前为止,没有人承诺评估 OVH 遭受的损失,但当然,这不仅仅是金钱问题,因为声誉损失同样重要。

有必要将电源系统引起的数据中心严重故障的可能性降至最低。需要评估当前和未来对备用电源的需求,仔细考虑UPS的选择和位置,以及做其他事情。让我们来看看有哪些需要特别注意的地方。

双重转换

本地电力供应商并不总是能够为数据中心提供所需电压和频率的电力。这些属性可以在相当宽的范围内浮动。参数的波动可能会导致灾难。因此,一个好的现代 UPS 必须能够处理具有广泛电压和频率范围的输入参数,同时为其负载提供可靠的保护。

双转换系统确保无论输入电压如何浮动,输出都将与所需参数完全匹配。这是通过将输入交流电压转换为直流电压,然后将其转换回具有理想输出特性的交流电压来实现的。这些设备通常被称为在线 UPS,因为它们永久保持连接到网络,充当稳定器,并且可以在停电期间立即启用自主电源。

性能

不间断电源单元的性能取决于每个输入到输出电压转换级(整流器和逆变器)的效率。因此,只考虑了最终数字,它表征了负载的净功率与 UPS 与负载一起消耗的总电量之间的差异。

对于 UPS 数据中心而言,97% 的效率被认为非常出色。这种效率通常是通过相当高的设备负载来实现的。尽管如此,数据中心的 UPS 通常以 50% 的负载运行,这导致能源效率显着下降(高达 85%)。因此,重要的是 UPS 在远低于标称负载的情况下运行时使用技术来提高效率。

例如,模块化 UPS 单元中的 VMMS 技术允许您通过增加支持负载所需的模块负载以及断开空载模块的运行来提高效率。有些型号还支持经济模式,在双转换模式仅在必要时自动激活的情况下,效率最高可达 99%。考虑到 UPS 的生命周期,即使价格高于普通型号,这种节省也非常值得购买具有此功能的设备。

模块化系统和热插拔功能

很少有数据中心开发项目的客户会投资额外的计算能力来满足预期的增长。经济观点意味着随着负载的增加逐渐提高数据中心的性能。这也适用于备用电源系统,其功能必须跟上其余的扩展过程。

模块化 UPS 将是正确的选择,因为它允许您通过简单地添加所需数量的单元随时以 50 kVA 的步长增加备用容量。一些用于数据中心的现代 UPS 型号的设计使得可以在热模式下对单个单元进行操作,而不会断开负载并影响关键 IT 系统的性能。

为了建立安全的容错不间断电源系统,使用了 N+1、2N 或组合方案的模块冗余。为了使这样的系统正常工作,其模块必须正确运行,同时彼此之间没有直接的有线通信。例如,在 HotSync 技术中实现了类似的原理

可充电电池的类型

VRLA(阀控铅酸)长期以来一直是数据中心备份系统中使用最广泛的可充电电池类型。这些是密??封的阀控式铅酸电池,充满液体或凝胶电解质。任何现代 UPS 都支持这些设备,尽管从技术上讲,它们正在逐渐过时。客户经常选择 VRLA,因为它成本低、普及率高。然而,运营成本问题往往隐藏在幕后。就 VRLA 而言,由于这些电池的生命周期短且需要定期维护和测试,成本相当高。

越来越多地用于数据中心的第二种电池是锂离子电池。它们比铅类型贵得多,但它们的特性完全弥补了这一点。 VRLA 能量密度为 15 – 50 W/kg,而锂离子型则为 70 – 260 W/kg。换言之,锂离子电池将比同等容量的铅酸电池轻4-5倍。通常在设计数据中心的过程中,您必须考虑建筑物楼板的最大负载,而这样的算术可以发挥作用。

此外,锂离子电池可承受 2 至 3 倍的充电周期(1000 次对 200 至 400 次),并且可持续使用 10 至 15 年,是铅酸电池的 3 倍。即使最初为了省钱,数据中心备用电源系统使用 VRLA 电池,您也可以考虑在下一个电池更换周期之前切换到更先进的解决方案。购买与铅和锂离子电池兼容的 UPS 可以最大限度地降低转型成本。

最后,我应该提到超级电容器,它也越来越多地用于数据中心 UPS。它们提供的自主加载时间通常不到一分钟,但这也可能足以将数据中心切换到备用电源通道或启动柴油发电机。

超级电容器可以使用长达 20 年。它们不需要任何维护,防火,并且可以在 1 到 2 分钟内充电。此外,它们在 – 40 至 + 65 °C 的温度范围内仍可完全运行,这将其应用范围扩大到其他类型的储能设备无法应对的任务。可悲的是,可与超级电容器一起工作的 UPS 并不多。

结论

所以,让我列出一个优质UPS的特点:它应该在运行中使用双转换电压,具有95%以上的容量,并且可以使用不同类型的电池以防将来升级。此外,模块化设计以及在不断开负载的情况下更换和添加??单个模块的能力非常重要。最后,在选择时,始终值得考虑制造商的声誉。毕竟,节省铭牌也可能非常昂贵。

责任编辑:姜华 来源: 千家网
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