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。
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,其具體系統如圖所示。
DC-UPS供電系統的技術特點
數據中心DC-UPS系統的推出,是對傳統交流UPS供電系統的變革,其具有以下6個特點。
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。
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.
DC-UPS供電系統的技術特點
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%.
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。
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。
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。
DC-UPS供電系統的功能特點
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。
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。
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。
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。
DC-UPS供電系統的客戶價值
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。
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。
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。
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。