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数据中心的电源怎么解决?

发布时间:2022-03-02 16:25:55

数据中心依靠UPS系统和电池进行电源调节和备用电源。储存在这些电池中的能量大部分时间都没有被使用,长期以来一直被视为一种潜在的降低电力成本的方式-甚至是创造收入的一种方式。锂离子电池的激增和电网互动(或并网)UPS系统的引入,使这种能源管理不仅成为可能,而且得到了广泛的应用。

UPS系统的构架

UPS作为电子设备最为常用的供电安全保障设备,如何选择恰当的供电方案构架是确保数据中心供电安全等级的最重要环节,如果构架上存在缺陷,很难可以在后期的运维服务中加以优化改善,笔者就自身对各种供电机构的理解与大家做一下分享。

1单机系统架构

如图1所示,该构架方案,适合在运行当中可以有计划中断或停止运行的负载设备供电,系统应配置内置或者外置手动维修旁路开关,以尽可能的提高负载可用性。

图片1.png 

单机系统是当前应用最多的解决方案,负载独立地由一台UPS提供动力保护,不停电维护是通过人为强制由逆变器切换至静态旁路供电,然后再闭合手动维修旁路开关,此时负载是由市电直接供给。退出运行的UPS主机,可进行不停电维护的。手动维修旁路的切换,可以进行无中断的“先通后断”切换过程,不会引起负载中断供电的问题。

2并机系统构架

该构架方案,也通常被称为N+X构架,如图2所示。图2(a)所示为模块机N+X冗余系统电原理图;图2(b)所示为塔式机N+X冗余系统电原理图。N是根据负载量选定的UPS基础容量,X是系统备份数量,该系统可以接受“X”数量的设备或者模组出现故障而不影响系统运行。原则上X的数量越大,系统的安全系数越高,个人建议将X设置为1-2较为合适,既可以节省能耗,也具有相应的容错能力。

图片2.png 

在使用N+1并机系统时,可以允许1台UPS主机进行主动维护而不影响负载运行,相比单机系统的应用方案有很大的优越性。适合应用在不能停电的重要单电源负载供电系统中。如上图示,N+X系统可以分为塔式并联和模块化UPS两种,其基本工作原理相同,但模块化UPS因具有热插拔功能,维护更便利性,操作方便,系统可用性更高。

3 2N系统构架

3给出了2N结构型UPS供电系统电原理图,这也是银行系统普遍采用的宫殿结构。

图片3.png 

2N供电系统是在负载双电源技术普及的基础上发展出来的一种电源供电构架,也被称为双母线供电方案,系统中的两路UPS系统采用完全独立的供配电单元组成,每套系统均能满足全部负载的用电需要,两个系统同时工作,互为备用。正常运行时,每个系统向负载提供50%的电能,当一个系统因为故障或维护停止运行时,由另一个单元向负载提供100%的电能。因两路电源互相独立没有任何连接,所以此方案可以有效的解决UPS输出与终端负载之间出现单点故障的隐患,进一步提高系统可靠性和可用性。

在实际应用案例中,如存在部分终端设备不具有双电源构架的,可以考虑在其前端加入STS设备加以优化。图4所示的2N结构配电系统电原理结构图就可解决问题了。

图片4.png 

《数据中心设计规范》规定,A级数据中心应满足容错要求,可采用2N系统,也可采用其他避免单点故障的系统配置,主要有2N、DR、RR供电系统。在系统方案构架的选择上,如果经济条件允许,笔者个人更倾向于2N构架,2N因为系统的架构简洁明了,容易实现物理隔离,日常运行维护简单的优势是另外两个系统构架无法比拟的。

中国四川IDC数据中心加速云:云服务器租用 物理服务器租用 服务器托管

在当今不断变化的能源格局中,数据中心扮演着重要的角色,行业内已经有许多关于组织可持续、降低能源成本甚至创造收入的各种方式的讨论。不间断电源(UPS)系统和电池(特别是锂离子电池)的创新为数据中心组织提供了相关、实用的选择,以应对当前的能源消耗和效率挑战。


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