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    數據中心焦點:如何選擇不間斷電源

    熱點推薦2022年08月24日
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      數字化轉型熱潮迫使越來越多的公司將其業務流程遷移到基于云的虛擬環境。因此,越來越多的數據中心正在建設中,用于提供云服務和滿足各個組織的自身需求。數據中心的事故數量也在增加。這背后的三大原因包括多年來的電源問題。
      
      根據 Uptime Institute 的 2020 年年度停電分析,2019 年的數據中心停電最常由 IT 服務 (31%)、數據網絡 (30%) 和電源 (15%) 問題引起。而在前兩種情況下,數據中心的功能可以快速恢復,供電系統的故障可能會導致不可預測的后果。
      
      2021 年 3 月 9 日,一場大火吞沒了斯特拉斯堡的 OVH 數據中心。整個晚上,一百多名消防員都在與大火搏斗,并取得了不同程度的成功。該事件導致 360 萬個網絡服務器無法使用,包括法國、英國、波蘭和科特迪瓦的政府網站。這與勒索軟件等主要網絡威脅造成的損害相當。
      
      在一段簡短的視頻中,OVH 創始人 Octave Klaba 透露,火災是由前一天維修過的不間斷電源引起的。消防員使用熱成像儀對現場進行了探索,證實了這一信息。
      
      到目前為止,沒有人承諾評估 OVH 所遭受的損害,但當然,這不僅僅與金錢有關,因為聲譽損失同樣嚴重。
      
      有必要將供電系統引起的數據中心嚴重故障的可能性降到最低。需要評估當前和未來對備用電源的需求,仔細考慮UPS的選擇和位置,以及做其他事情。讓我們來看看需要特別注意什么。
      
      雙重轉換
      
      當地的電力供應商并不總是能夠為數據中心提供所需電壓和頻率的電力。這些屬性可以在相當廣泛的范圍內浮動。參數的波動可能會導致災難。因此,一個好的現代 UPS 必須能夠在具有廣泛電壓和頻率的輸入參數下工作,同時為其負載提供可靠的保護。
      
      雙轉換系統確保,無論輸入電壓如何浮動,輸出都將與所需參數完全匹配。這是通過將輸入交流電壓轉換為直流,然后再將其轉換回具有理想輸出特性的交流電壓來實現的。這些設備通常被稱為在線 UPS,因為它們永久保持與網絡的連接,充當穩定器,并且可以在停電期間立即啟用自主電源。
      
      性能
      
      不間斷電源單元的性能取決于每個輸入到輸出電壓轉換級(整流器和逆變器)的效率。因此,僅考慮最終數字,該數字表征負載的凈功率與 UPS 與負載一起消耗的總電量之間的差異。
      
      對于 UPS 數據中心來說,97% 的效率被認為是極好的。這種效率通常是通過相當高的設備負載來實現的。盡管如此,數據中心的 UPS 通常以 50% 的負載運行,這會導致能效顯著降低(高達 85%)。因此,當在遠低于額定負載的情況下運行時,UPS 使用技術來提高效率非常重要。
      
      例如,模塊化UPS設備中的VMMS技術允許您通過增加支持負載所需的模塊的負載以及將卸載的模塊從操作中斷開來提高效率。有些型號還支持經濟型模式,在雙轉換模式僅在必要時自動激活的情況下,可將效率提高到99%。考慮到UPS的生命周期,即使價格高于普通型號,購買具有此功能的設備也是非常值得的。
      
      模塊化系統和熱插拔功能
      
      很少有數據中心開發項目的客戶會投資額外的計算能力來滿足預期的增長。經濟角度意味著隨著負載的增加逐漸提高數據中心的性能。這也適用于備用電源系統,其功能必須跟上其余的擴展過程。
      
      模塊化 UPS 將是正確的選擇,因為它允許您隨時以 50 kVA 的步長增加備份容量,只需添加所需數量的單元。一些用于數據中心的現代 UPS 型號經過設計,可以在熱模式下對單個單元進行操作,而不會斷開負載并影響關鍵 IT 系統的性能。
      
      為了構建安全的容錯不間斷電源系統,根據 N+1、2N 或組合方案使用模塊冗余。為了使這樣的系統正常工作,其模塊必須正確運行,同時彼此之間沒有直接的有線通信。例如,在 HotSync 技術中實現了類似的原理
      
      充電電池的種類
      
      VRLA(閥控鉛酸)長期以來一直是數據中心備份系統中使用最廣泛的可充電電池類型。這些是密封的、閥控的鉛酸電池,充滿液體或凝膠電解質。任何現代 UPS 都支持這些設備,盡管在技術上,它們正逐漸過時。客戶經常選擇 VRLA,因為它成本低,普及率高。然而,運營成本的問題往往隱藏在幕后。對于 VRLA,由于這些電池的生命周期短且需要定期維護和測試,因此成本相當高。
      
      數據中心越來越多地使用的第二種電池是鋰離子電池。它們比鉛類型貴得多,但它們的特性完全彌補了這一點。 VRLA 的能量密度為 15 – 50 W/kg,而鋰離子類型的能量密度為 70 – 260 W/kg。換句話說,鋰離子電池將比相同容量的鉛酸電池輕 4-5 倍。通常在設計數據中心的過程中,您必須考慮建筑物樓板的最大負載,這種算法可以發揮作用。
      
      此外,鋰離子電池可承受 2 至 3 倍的充電循環次數(1000 次對 200 至 400 次)并且可以使用 10 至 15 年,這是鉛酸電池的三倍。即使最初為了省錢,數據中心備用電源系統使用 VRLA 電池,您也可以考慮在下一個電池更換周期之前切換到更先進的解決方案。通過購買與鉛電池和鋰離子電池兼容的 UPS,可以最大限度地降低改造成本。
      
      最后,我應該提到超級電容器,它也越來越多地用于數據中心 UPS。它們提供的自主加載時間通常不到一分鐘,但這也可能足以將數據中心切換到備用電源通道或啟動柴油發電機。
      
      超級電容器可以使用長達 20 年。它們不需要任何維護,防火,并且可以在 1-2 分鐘內充滿電。此外,它們在 – 40 至 + 65 °C 的溫度范圍內保持完全運行,這將它們的應用范圍擴展到其他類型的儲能設備無法應對的任務。可悲的是,可以與超級電容器配合使用的 UPS 并不多。
      
      結論
      
      因此,讓我列舉一款優質UPS的特點:在運行時應使用雙倍轉換電壓,容量應達到95%或更高,并可與不同類型的電池配合使用,以防將來升級。此外,模塊化設計以及在不斷開負載的情況下更換和添加單個模塊的能力非常重要。最后,在選擇時,制造商的聲譽總是值得考慮的。畢竟,在銘牌上省錢也是非常昂貴的。
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