數(shù)據(jù)中心依靠UPS系統(tǒng)和電池進(jìn)行電源調(diào)節(jié)和備用電源。儲存在這些電池中的能量大部分時間都沒有被使用，長期以來一直被視為一種潛在的降低電力成本的方式-甚至是創(chuàng)造收入的一種方式。鋰離子電池的激增和電網(wǎng)互動(或并網(wǎng))UPS系統(tǒng)的引入，使這種能源管理不僅成為可能，而且得到了廣泛的應(yīng)用。

UPS系統(tǒng)的構(gòu)架

UPS作為電子設(shè)備最為常用的供電安全保障設(shè)備,如何選擇恰當(dāng)?shù)墓╇姺桨笜?gòu)架是確保數(shù)據(jù)中心供電安全等級的最重要環(huán)節(jié),如果構(gòu)架上存在缺陷,很難可以在后期的運維服務(wù)中加以優(yōu)化改善,筆者就自身對各種供電機(jī)構(gòu)的理解與大家做一下分享。

1單機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)

如圖1所示,該構(gòu)架方案,適合在運行當(dāng)中可以有計劃中斷或停止運行的負(fù)載設(shè)備供電,系統(tǒng)應(yīng)配置內(nèi)置或者外置手動維修旁路開關(guān),以盡可能的提高負(fù)載可用性。

單機(jī)系統(tǒng)是當(dāng)前應(yīng)用最多的解決方案,負(fù)載獨立地由一臺UPS提供動力保護(hù),不停電維護(hù)是通過人為強(qiáng)制由逆變器切換至靜態(tài)旁路供電,然后再閉合手動維修旁路開關(guān),此時負(fù)載是由市電直接供給。退出運行的UPS主機(jī),可進(jìn)行不停電維護(hù)的。手動維修旁路的切換,可以進(jìn)行無中斷的“先通后斷”切換過程,不會引起負(fù)載中斷供電的問題。

2并機(jī)系統(tǒng)構(gòu)架

該構(gòu)架方案,也通常被稱為N+X構(gòu)架,如圖2所示。圖2(a)所示為模塊機(jī)N+X冗余系統(tǒng)電原理圖;圖2(b)所示為塔式機(jī)N+X冗余系統(tǒng)電原理圖。N是根據(jù)負(fù)載量選定的UPS基礎(chǔ)容量,X是系統(tǒng)備份數(shù)量,該系統(tǒng)可以接受“X”數(shù)量的設(shè)備或者模組出現(xiàn)故障而不影響系統(tǒng)運行。原則上X的數(shù)量越大,系統(tǒng)的安全系數(shù)越高，個人建議將X設(shè)置為1-2較為合適,既可以節(jié)省能耗，也具有相應(yīng)的容錯能力。

在使用N+1并機(jī)系統(tǒng)時,可以允許1臺UPS主機(jī)進(jìn)行主動維護(hù)而不影響負(fù)載運行,相比單機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用方案有很大的優(yōu)越性。適合應(yīng)用在不能停電的重要單電源負(fù)載供電系統(tǒng)中。如上圖示,N+X系統(tǒng)可以分為塔式并聯(lián)和模塊化UPS兩種,其基本工作原理相同,但模塊化UPS因具有熱插拔功能,維護(hù)更便利性,操作方便,系統(tǒng)可用性更高。

32N系統(tǒng)構(gòu)架

圖3給出了2N結(jié)構(gòu)型UPS供電系統(tǒng)電原理圖,這也是銀行系統(tǒng)普遍采用的宮殿結(jié)構(gòu)。

2N供電系統(tǒng)是在負(fù)載雙電源技術(shù)普及的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一種電源供電構(gòu)架,也被稱為雙母線供電方案,系統(tǒng)中的兩路UPS系統(tǒng)采用完全獨立的供配電單元組成,每套系統(tǒng)均能滿足全部負(fù)載的用電需要,兩個系統(tǒng)同時工作,互為備用。正常運行時,每個系統(tǒng)向負(fù)載提供50%的電能,當(dāng)一個系統(tǒng)因為故障或維護(hù)停止運行時,由另一個單元向負(fù)載提供100%的電能。因兩路電源互相獨立沒有任何連接，所以此方案可以有效的解決UPS輸出與終端負(fù)載之間出現(xiàn)單點故障的隱患，進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性和可用性。

在實際應(yīng)用案例中,如存在部分終端設(shè)備不具有雙電源構(gòu)架的,可以考慮在其前端加入STS設(shè)備加以優(yōu)化。圖4所示的2N結(jié)構(gòu)配電系統(tǒng)電原理結(jié)構(gòu)圖就可解決問題了。

《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,A級數(shù)據(jù)中心應(yīng)滿足容錯要求,可采用2N系統(tǒng),也可采用其他避免單點故障的系統(tǒng)配置,主要有2N、DR、RR供電系統(tǒng)。在系統(tǒng)方案構(gòu)架的選擇上,如果經(jīng)濟(jì)條件允許,筆者個人更傾向于2N構(gòu)架,2N因為系統(tǒng)的架構(gòu)簡潔明了,容易實現(xiàn)物理隔離,日常運行維護(hù)簡單的優(yōu)勢是另外兩個系統(tǒng)構(gòu)架無法比擬的。

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在當(dāng)今不斷變化的能源格局中，數(shù)據(jù)中心扮演著重要的角色，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有許多關(guān)于組織可持續(xù)、降低能源成本甚至創(chuàng)造收入的各種方式的討論。不間斷電源(UPS)系統(tǒng)和電池(特別是鋰離子電池)的創(chuàng)新為數(shù)據(jù)中心組織提供了相關(guān)、實用的選擇，以應(yīng)對當(dāng)前的能源消耗和效率挑戰(zhàn)。

文章名稱：數(shù)據(jù)中心的電源怎么解決？
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