摘要：數據中心直流UPS(DC-UPS)供電系統是對傳統交流UPS供電系統的變革,在可靠性、效率等方面具有一定的優勢。文中介紹了DC-UPS在數據中心機房中的功能和特點。
隨著目前國內數據中心機房的迅速發展,用戶對機房的供電要求越來越高,而現在運行的數據中心機房面臨兩大難題:一是作為機房供電的關鍵設備的交流UPS故障頻發,增加了大量的維護工作,降低了數據中心供電的可靠性;二是機房耗電量驚人,如何建設綠色機房令人關注。
1 DC-UPS供電系統應運而生
數據中心直流UPS供電系統可以有效地解決這兩大問題。該系統由交流輸入系統、DC-UPS供電系統、直流配電系統組成,解決了交流UPS可靠性低、可用性低的問題,提升了整個系統的供電效率,其具體系統如圖1所示?！ ?/p>
2 DC-UPS供電系統的技術特點
數據中心DC-UPS系統的推出(見圖2)，是對傳統交流UPS供電系統的變革，其具有以下6個特點?！ ?/p>
2.1 具有更高的可靠性
系統結構簡化、系統設備和元器件減少,并機控制無需考慮鎖相等交流要求的復雜環節,提高可靠性。
2.2 具有更高的可用性
電池與模塊輸出直接并聯,實現“可預見非突發性故障”的特點,可實現不停電維護計劃,將可用性提升到接近1。
2.3 具有更高的效率
(1)模塊效率高達97.5%;
(2)系統效率提升10%;
(3)電池工作時效率為100%。
2.4 更經濟的擴容 (“N+X”冗余)
(1)傳統交流UPS若實現“N+X”冗余必須采用多機并機方式才能實現;
(2)HD系統采用模塊熱插拔式設計,可以邊成長邊投資。
2.5 更方便操作維護
(1)采用模塊熱插拔技術;
(2)只需前后維護，無需側面維護，可并柜安裝;
(3)工程化預設計,加速施工進度;
(4)直流屏控制板可實現熱插拔功能。
2.6 更全面智能管理
(1)完善的管理接口:RS232/485、網絡接口、USB接口、干接點;
(2)可選單體電池無線偵測功能(可實現單體電池內阻、電壓、電流、溫度測量);
(3)可選絕緣檢測系統;
(4)可隨時獲得系統輸出分路電流、“空開”狀態、絕緣檢測等信息;
(5)具有遠程網絡升級功能。
3 DC-UPS供電系統的功能特點
3.1 系統集成化
從交流配電系統、DC-UPS供電系統、直流配電系統集成一個整體系統,帶給客戶數據機房建設的便利性。同時為機房里所有供電設備提供接口,如空調接口、通訊接口、指示燈接口、服務器電源接口等。
3.2 模塊化設計
監控模塊、直流模塊、系統配電模塊、智能配電控制模塊、無線電池偵測模塊等多處模塊化設計,解決了傳統交流UPS系統維護困難、維護人員要求高、不容易標準化維修等難題。
3.3 無單路徑故障點設計
為了盡可能地解決供電系統中的單路故障點及傳統冗余設計的弊端。高性能數據中心DC-UPS系統盡可能地減少單個故障點,又解決了傳統交流UPS冗余帶來系統龐大、利用率低的問題。
4 DC-UPS供電系統的典型應用
為了推進節能減排以及對機房直流供電優勢的了解,中國移動集團數據機房試點工程決定采用數據中心直流UPS系統進行試點運行,前期通過與移動集團的密切交流,該系統得到了用戶的高度認可。
該系統適合重要的數據中心機房供電,同時給服務器的供電方式提供了一種新的選擇,對整個行業的數據中心機房采用336V(浮充378V)電壓規格尚屬首家試點。
此方案采用直流供電系統+直流服務器的方式,來驗證整個系統的效率提升,如圖3所示。
5 DC-UPS供電系統的客戶價值
5.1 提高了可靠性
數據中心機房在今后的發展中處于越來越重要的地位,依托無單點故障路徑設計理念,減少不必要的部分,簡單可靠的原則,帶給客戶的是一個可以“安心”的系統解決方案。
5.2 減少維護成本
數據中心做為商業運營來講,同樣和企業一樣追求效益,此數據中心直流供電系統采用模塊化設計,減少不必要的環節來減少故障點,電池與主機并聯供電,實現備用電源電池部分的最大效益,可預見非突發性故障,可以有計劃地進行故障處理,大大減少維護成本,提升客戶的營運能力。
5.3 減少運行成本
數據中心機房的運行成本中很重要的一環是效率問題,負載設備的耗電就相當驚人,如再加上供電設備的耗電,那就更驚人了,專業人士曾表示:“數據中心機房因為耗電驚人,如只是租賃業務那將是虧錢的,主要還是依靠數據業務”。那么在整個供電系統中減少原來傳統交流供電系統中UPS的DC/AC部分,以及服務器的AC/DC部分,將使整個系統效率提升10%。同時本身模塊的利用率高,效率在96%以上。因此可以說,采用DC-UPS供電系統是實現綠色節能機房重要的一步。
5.4 在國內率先體驗
國內首家采用336V直流電壓規格的系統，同時采用直流服務器進行供電，在整個通信行業都是首次，這給數據中心機房供電模式提供了新的嘗試。
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