HVDC（高压直流 ）模块化UPS在企业级数据中心的应用

 

国内的数据中心概况

 

　　这里讲的企业级数据中心是指各企业或者政府单位根据自身业务需要而建造的自用机房，它跟以提供服务器托管为主的IDC(Internet Data Center互联网数据中心)机房相比主要区别在于系统容量偏小?不对外公开，但其主要职能仍不外乎存储?计算?应用等方面。目前数据中心作为一种物理载体在企业发展和运营中越来越被重视，国内很多大型企业、政府部门都在不断地投入这方面的建设。总体看来，我国的数据中心目前具有以下几个特征：

 

　　1.刚刚起步，但增长速度迅猛。

 

　　国内数据中心建设最早的是政府部门，这一波主要集中在1999、2000年;在2002、2003年的时候呈现第二波，主要集中在金融和电信企业;2006年以后，主要集中在地方政府和国内传统的大型企业。这些企业单位虽然已规划建设了数据中心，但已完全建成的所占比例很小，大部分仍处在建设过程中，有的处于存储中心阶段，有的处在计算中心阶段。此外，电子商务和电子政务的发展也将促使更多的数据中心被建设。总之，国内的数据中心还处在发展初期，据有关部门的统计，2006年以来，国内每年用于建设数据中心的投资已达到百亿元以上，并且未来每年投入的增长率还将在20%以上。

 

　　2.系统利用率低。

 

　　由于对容量的估算不准或者初期的负载量很小，数据中心的设计容量跟实际容量不符。据调查显示，有70%以上的用户实际负载量不足设计容量的50%，造成了能源和设备的很大浪费。

 

　　3.基础设施不够匹配，整个系统的可用度不高。

 

　　在系统可用度方面，金融?电信和政府部门做得相对比较好，能达到99.99%或者99.999%以上，其它的企业宕机时间就会长一些。这主要是因为在设计整个系统时，只加强了个别环节的可靠冗余，忽视了一些单点故障点的存在。当某个数据中心的系统可用度在99.9%时，其年度宕机时间将达到9个小时。

 

　　4.维护和管理能力有待加强。

 

　　由于国内的数据中心发展还处在初期阶段，有能力?有经验的维护人员还比较缺少。管理人员缺乏对系统全面?科学的管理，对灾难备份重视不够，导致大部分的系统故障都是人为原因造成的。

 

　　企业级数据中心对UPS电源系统的一般要求

 

　　基于服务器自身工作的特点及其重要性，数据中心对电源的要求特别高，一般要用冗余的纯在线式UPS系统才能满足要求。高可用度是对整个UPS电源系统的第一要求，但并不是唯一要求，随着数据中心建设的发展，人们对UPS电源系统的要求也更加全面和合理。从整体角度用发展的眼光来看，企业级数据中心对UPS电源系统的要求有以下几个方面：

 

　　1.安全可靠，一般要求UPS电源系统的可用度A≥99.999%。“5 个 9”相当于每年有5 分钟的宕机时间。这个指标是非常高的，首先，可用度是在系统运行寿命期内的连续测量值，它是用总的正常运行时间除以总的运行时间得出的。A=MTBF/(MTBF+MTTR)， 1 小时的断电时间会使该电源系统的可用度在 12 年内达不到5个9的目标。其次，在公式中还要考虑系统重新启动和恢复的时间。一次 3秒钟的断电可能会使服务器宕机 30分钟，不考虑这些影响因素所计算出的可用度结果意义不大。再者，这个可用度指的是整个UPS供电系统，不是UPS本身。有些企业的数据中心，UPS的容错能力很强，可用度很高，但是跟它相连的各级断路器、变压器、转换开关等环节存在多个单点故障点，这种设计就出现了可用度“瓶颈”，可用度不高的环节始终会妨碍整个电源系统达到最优的可用度。据统计显示，全国数据中心的UPS供电系统，有超过70%的故障跟UPS本身无关，而是跟配电系统中其它环节或其它设备的质量、安装、操作、维护等问题有关，或者由于这些问题导致了UPS误动作或者故障。可见，UPS设备仅仅是涉及整个供电系统可用度问题的因素之一，实现各环节的可靠均衡对于获得整个UPS电源系统的最佳可用度来说是至关重要的。

 

　　2.可提供双路电源，以满足双电源服务器的需求。目前市场上的服务器一般都要求双电源输入，任何一路电源出错都不影响服务器的正常工作，从而使服务器对电源问题的容错能力大幅提升。

 

　　3.UPS电源系统可陆续扩容，并且扩容过程中不能影响负载的正常运行，以满足服务器不断扩容和不可中断的需求。这样既能有效节省系统建设初期的投资费用，又能使UPS在整个数据中心的建设过程中始终保持在安全而又高效的工作状态下，提高了系统性价比。

 

　　4.系统零地电压要低，一般不高于1V，以确保服务器数据传输的稳定可靠，免受干扰。系统中零地电压过高的原因有：电网进线本身的零地电压就偏高，系统接地系统不符合标准，或者系统中谐波电流大?地线长?线径小等。UPS本身并不会降低零地电压，降低零地电压要通过改善配电系统来实现。

 

　　5.绿色环保，节能降耗，顺应时代潮流。在能源紧缺?重视环保的今天，绿色?节能的电源系统备受关注，有的企业已将节能做了量化规定，作为企业每年必须完成的硬性指标去执行。UPS在绿色?节能方面的表现主要体现在输入功率因数?输入电流谐波以及整机效率等方面。表现好的UPS可以减少设备对电网或者油机的干扰，也可以节省电费，降低运营成本。

 

　　6.UPS供电系统应维护方便，便于管理。这样不但可以节省系统的维护成本，更为重要的是可以尽量避免因人为维护或者管理不当而引发的系统故障。

 

为了满足上述要求，必须选用合适的UPS产品，制定合理的UPS供电方案。

 

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