摘要：數(shù)據(jù)中心直流UPS(DC-UPS)供電系統(tǒng)是對傳統(tǒng)交流UPS供電系統(tǒng)的變革,在可靠性、效率等方面具有一定的優(yōu)勢。文中介紹了DC-UPS在數(shù)據(jù)中心機房中的功能和特點。

隨著目前國內(nèi)數(shù)據(jù)中心機房的迅速發(fā)展,用戶對機房的供電要求越來越高,而現(xiàn)在運行的數(shù)據(jù)中心機房面臨兩大難題:一是作為機房供電的關(guān)鍵設(shè)備的交流UPS故障頻發(fā),增加了大量的維護工作,降低了數(shù)據(jù)中心供電的可靠性;二是機房耗電量驚人,如何建設(shè)綠色機房令人關(guān)注。

1 DC-UPS供電系統(tǒng)應(yīng)運而生

數(shù)據(jù)中心直流UPS供電系統(tǒng)可以有效地解決這兩大問題。該系統(tǒng)由交流輸入系統(tǒng)、DC-UPS供電系統(tǒng)、直流配電系統(tǒng)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(tǒng)的供電效率,其具體系統(tǒng)如圖1所示?！　?/p>

　　2 DC-UPS供電系統(tǒng)的技術(shù)特點

數(shù)據(jù)中心DC-UPS系統(tǒng)的推出(見圖2)，是對傳統(tǒng)交流UPS供電系統(tǒng)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(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化、系統(tǒng)設(shè)備和元器件減少,并機控制無需考慮鎖相等交流要求的復(fù)雜環(huán)節(jié),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(lián),實現(xiàn)“可預(yù)見非突發(fā)性故障”的特點,可實現(xiàn)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(tǒng)效率提升10%;

(3)電池工作時效率為100%。

2.4 更經(jīng)濟的擴容 (“N+X”冗余)

(1)傳統(tǒng)交流UPS若實現(xiàn)“N+X”冗余必須采用多機并機方式才能實現(xiàn);

(2)HD系統(tǒng)采用模塊熱插拔式設(shè)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(shù);

(2)只需前后維護，無需側(cè)面維護，可并柜安裝;

(3)工程化預(yù)設(shè)計,加速施工進度;

(4)直流屏控制板可實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)接口、USB接口、干接點;

(2)可選單體電池?zé)o線偵測功能(可實現(xiàn)單體電池內(nèi)阻、電壓、電流、溫度測量);

(3)可選絕緣檢測系統(tǒng);

(4)可隨時獲得系統(tǒng)輸出分路電流、“空開”狀態(tài)、絕緣檢測等信息;

(5)具有遠程網(wǎng)絡(luò)升級功能。

3 DC-UPS供電系統(tǒng)的功能特點

3.1 系統(tǒng)集成化

從交流配電系統(tǒng)、DC-UPS供電系統(tǒng)、直流配電系統(tǒng)集成一個整體系統(tǒng),帶給客戶數(shù)據(jù)機房建設(shè)的便利性。同時為機房里所有供電設(shè)備提供接口,如空調(diào)接口、通訊接口、指示燈接口、服務(wù)器電源接口等。

3.2 模塊化設(shè)計

監(jiān)控模塊、直流模塊、系統(tǒng)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(shè)計,解決了傳統(tǒng)交流UPS系統(tǒng)維護困難、維護人員要求高、不容易標(biāo)準(zhǔn)化維修等難題。

3.3 無單路徑故障點設(shè)計

為了盡可能地解決供電系統(tǒng)中的單路故障點及傳統(tǒng)冗余設(shè)計的弊端。高性能數(shù)據(jù)中心DC-UPS系統(tǒng)盡可能地減少單個故障點,又解決了傳統(tǒng)交流UPS冗余帶來系統(tǒng)龐大、利用率低的問題。

4 DC-UPS供電系統(tǒng)的典型應(yīng)用

為了推進節(jié)能減排以及對機房直流供電優(yōu)勢的了解,中國移動集團數(shù)據(jù)機房試點工程決定采用數(shù)據(jù)中心直流UPS系統(tǒng)進行試點運行,前期通過與移動集團的密切交流,該系統(tǒng)得到了用戶的高度認可。

該系統(tǒng)適合重要的數(shù)據(jù)中心機房供電,同時給服務(wù)器的供電方式提供了一種新的選擇,對整個行業(yè)的數(shù)據(jù)中心機房采用336V(浮充378V)電壓規(guī)格尚屬首家試點。

此方案采用直流供電系統(tǒng)+直流服務(wù)器的方式,來驗證整個系統(tǒng)的效率提升,如圖3所示?！　?/p>

　　5 DC-UPS供電系統(tǒng)的客戶價值

5.1 提高了可靠性

數(shù)據(jù)中心機房在今后的發(fā)展中處于越來越重要的地位,依托無單點故障路徑設(shè)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(tǒng)解決方案。

5.2 減少維護成本

數(shù)據(jù)中心做為商業(yè)運營來講,同樣和企業(yè)一樣追求效益,此數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,減少不必要的環(huán)節(jié)來減少故障點,電池與主機并聯(lián)供電,實現(xiàn)備用電源電池部分的最大效益,可預(yù)見非突發(fā)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(shù)據(jù)中心機房的運行成本中很重要的一環(huán)是效率問題,負載設(shè)備的耗電就相當(dāng)驚人,如再加上供電設(shè)備的耗電,那就更驚人了,專業(yè)人士曾表示:“數(shù)據(jù)中心機房因為耗電驚人,如只是租賃業(yè)務(wù)那將是虧錢的,主要還是依靠數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)”。那么在整個供電系統(tǒng)中減少原來傳統(tǒng)交流供電系統(tǒng)中UPS的DC/AC部分,以及服務(wù)器的AC/DC部分,將使整個系統(tǒng)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(tǒng)是實現(xiàn)綠色節(jié)能機房重要的一步。

5.4 在國內(nèi)率先體驗

國內(nèi)首家采用336V直流電壓規(guī)格的系統(tǒng)，同時采用直流服務(wù)器進行供電，在整個通信行業(yè)都是首次，這給數(shù)據(jù)中心機房供電模式提供了新的嘗試。