隨著云計(jì)算的興起,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心包括預(yù)制數(shù)據(jù)中心(PFM),開(kāi)始重新思考技術(shù)手段和構(gòu)建方法。從廣義上講,我們希望看到傳統(tǒng)的不間斷電源(UPS)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)/技術(shù)被逐步淘汰,轉(zhuǎn)向放電時(shí)間短的UPS。越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心構(gòu)建者正在接受短時(shí)供電的UPS,我們預(yù)測(cè)這將帶來(lái)UPS選型和配置方面的改變。有些技術(shù)過(guò)去被認(rèn)為是低級(jí)或是有限的,未來(lái)也許會(huì)受到歡迎。方興未艾的模塊化數(shù)據(jù)中心對(duì)此將起到推波助瀾的作用。
幾年前,UPS的新生事物是ECO模式,它本質(zhì)上是旁路模式雙轉(zhuǎn)換UPS或在線(xiàn)互動(dòng)式UPS(這些技術(shù)的解釋在本報(bào)告后面更詳細(xì))。此外,像Facebook的開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目,它消除了集中式的UPS,用分布式電池或機(jī)架型UPS來(lái)替代有可能變得更加普遍。作為數(shù)據(jù)中心的容錯(cuò)轉(zhuǎn)移,自然會(huì)對(duì)軟件和算法的控制,而非增加直接(且昂貴)物理設(shè)備冗余。
不是所有的公司都像Facebook,谷歌和微軟一樣在進(jìn)步。然而。對(duì)于UPS技術(shù)而言,主流市場(chǎng)第一步是逐漸減少的后備時(shí)間。在一定程度上,這已經(jīng)發(fā)生的了。
幾年前,擁有30分鐘后備電池組非常普遍,然而目前,15分鐘或者更少已成為長(zhǎng)態(tài)。這種變化的結(jié)果是,為了平衡投資成本與可靠性之間的關(guān)系,一些在建的數(shù)據(jù)中心不得不決定,除非他們真的需要30分鐘的后備時(shí)間,否則更短的后備時(shí)長(zhǎng)時(shí)可以接受的。除此之外,成熟的PFM數(shù)據(jù)中心不再著眼于細(xì)微之處,而是將重點(diǎn)放在產(chǎn)品本身的性能特點(diǎn)上——無(wú)論他們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)的。這意味著約定俗成的常規(guī)正在被打破,對(duì)某一特定的齒輪或技術(shù)方法的興趣逐步加強(qiáng)。
隨著市場(chǎng)的不斷成熟和技術(shù)的推陳出新,重要的是要勾勒出這個(gè)過(guò)渡時(shí)期所存在的不同類(lèi)型的UPS。此討論的目的是從一個(gè)高層次,非工程的角度來(lái)看待問(wèn)題,而非糾結(jié)于UPS相關(guān)的錯(cuò)綜復(fù)雜的問(wèn)題。對(duì)UPS而言,主要有以下幾類(lèi):
靜態(tài)UPS
市電中斷時(shí),靜態(tài)UPS利用其固態(tài)電路為負(fù)載提供配電。在當(dāng)前數(shù)據(jù)中心中,靜態(tài)UPS的是最常見(jiàn)的類(lèi)型。它能提供負(fù)載隔離,維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單,在市電中斷時(shí),通過(guò)后備電池為負(fù)載持續(xù)供電。但是,電池組通常是昂貴的,需要控制溫度并進(jìn)行監(jiān)測(cè)和排氣(例如,用于的氫檢測(cè)和排氣濕電池)。靜態(tài)UPS主要分成兩類(lèi):
一:雙轉(zhuǎn)換式UPS
正如其名字所言,使用雙轉(zhuǎn)換UPS,電源要從交流整流到直流,再?gòu)闹绷髂孀兊浇涣?,可將?fù)載與市電完全隔離,能夠產(chǎn)生獨(dú)立的輸入電源信號(hào),執(zhí)行頻率切換(比如50赫茲、70赫茲),因此被稱(chēng)之為非線(xiàn)性負(fù)載,有可能會(huì)損害比較靈敏的電子設(shè)備。這種基于電池的雙轉(zhuǎn)換UPS是當(dāng)下最普遍的UPS類(lèi)型。
二:在線(xiàn)互動(dòng)式UPS
在線(xiàn)互動(dòng)式不間斷電源,設(shè)備正常運(yùn)行時(shí),在本質(zhì)上作為隔離變壓器,不
提供恒定的AC/DC/AC轉(zhuǎn)換。在線(xiàn)互動(dòng)式UPS通常情況下更加被動(dòng),只有當(dāng)主回路出現(xiàn)錯(cuò)誤(例如電源浪涌,電源驟降等等)才啟動(dòng)運(yùn)行。
旋轉(zhuǎn)式UPS
一個(gè)不太常見(jiàn)的類(lèi)型的UPS是旋轉(zhuǎn)式UPS,它使用一個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)來(lái)創(chuàng)建輸出。
旋轉(zhuǎn)式UPS單元(例如Hitec、Piller電和E1動(dòng)力學(xué))可以用不同方法配置同步或異步電機(jī),整流器或逆變器。不同的配置容易混淆,其不同之處在于,有一個(gè)發(fā)電機(jī)或者是旋轉(zhuǎn)陀螺與電力相連。這與我們通常所說(shuō)的飛輪UPS,即通過(guò)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能飛輪獲取能量的UPS不同。
旋轉(zhuǎn)式UPS對(duì)感性負(fù)載能夠提供高故障清潔能力(峰值/最大電流或者是保險(xiǎn)絲熔斷),而不會(huì)進(jìn)入旁路。這意味著,該單元能對(duì)于“保險(xiǎn)絲熔斷或保護(hù)開(kāi)關(guān)跳閘”能夠提供短時(shí)供電保護(hù)。同時(shí),旋轉(zhuǎn)式UPS也可提供卓越的浪涌電流處理,對(duì)于電機(jī)啟動(dòng)。在可維護(hù)性方面,旋轉(zhuǎn)式UPS的使用壽命較一般較靜態(tài)的UPS要長(zhǎng),但是他們需要定期的機(jī)械維護(hù),而不像靜態(tài)UPS倘使電池可以熱插拔則不需停機(jī)。
旋轉(zhuǎn)式UPS在當(dāng)下市場(chǎng)中屈居第二,有相當(dāng)一批忠實(shí)的擁護(hù)者(他們通常會(huì)嘲笑靜態(tài)UPS的品質(zhì)以及所帶來(lái)的化學(xué)污染)動(dòng)態(tài)UPS在歐洲更流行,甚至超過(guò)了美國(guó),目前已被幾個(gè)大型的,眾所周知的數(shù)據(jù)中心所采用。
飛輪UPS
通常情況下,“飛輪UPS”和“旋轉(zhuǎn)式UPS交替使用,事實(shí)上,他們有很大的不同。雖然旋轉(zhuǎn)式UPS在整體設(shè)計(jì)上使用的旋轉(zhuǎn)陀螺或者說(shuō)是飛輪(如上所述),但是同ActivePower公司的飛輪UPS或伊頓公司/愛(ài)克賽)差別很大。后者其實(shí)是一個(gè)靜態(tài)UPS,只是用直流供電的動(dòng)能飛輪取代了直流電池組。對(duì)UPS本身而言,它并不關(guān)心直流電來(lái)自于飛輪還是UPS。飛輪UPS通常能提供(15-30秒)短時(shí)供電。在過(guò)去的一段時(shí)間內(nèi),這一直是飛輪UPS邁不過(guò)去的一道檻。支持飛輪UPS的主要論點(diǎn)是,如果你系統(tǒng)未能在飛輪所提供的15秒到30秒之內(nèi)啟動(dòng),更多的供電時(shí)長(zhǎng)同樣無(wú)濟(jì)于事。即便這點(diǎn)值得商榷,然而,在逐漸縮短的后備時(shí)間已成為趨勢(shì)的情況下,飛輪獲得更多關(guān)注已不可避免。
競(jìng)爭(zhēng)
UPS市場(chǎng)容量巨大,有各種類(lèi)型的供貨商。不可否認(rèn),有的廠(chǎng)商擁有更大的勢(shì)力范圍。對(duì)于靜態(tài)UPS來(lái)說(shuō),主要有伊頓、艾默生網(wǎng)絡(luò)能源、GE、三菱國(guó)際、
以及施耐德旗下的APC與梅蘭日蘭、溯高美集團(tuán),東芝等等。旋轉(zhuǎn)式UPS相對(duì)于靜態(tài)UPS市場(chǎng)而言,供應(yīng)商較少,包括E1動(dòng)態(tài)(EURO-DIESEL),海泰克電源解決方案和皮勒電力系統(tǒng)的。至于基于飛輪的UPS,唯一供應(yīng)商為ActivePower。當(dāng)然也有很多的靜態(tài)UPS制造商通過(guò)動(dòng)能儲(chǔ)存設(shè)備供應(yīng)商,如VYCON(不提供UPS只提供動(dòng)能儲(chǔ)存設(shè)備)提供基于飛輪的后備系統(tǒng)。
UPS技術(shù)在數(shù)據(jù)中心行業(yè)是根深蒂固的,有許多固定的陣營(yíng)。靜態(tài)與旋轉(zhuǎn)、飛輪與電池之間的爭(zhēng)論已持續(xù)多年。云計(jì)算的出現(xiàn),有助于減輕其在數(shù)據(jù)中心的位置。Facebook的開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目并非數(shù)據(jù)中心行業(yè)的靈丹妙藥,只是一個(gè)所期待的很好的趨勢(shì)。UPS不會(huì)一夜之間被淘汰,但是供電時(shí)間的縮短,不同的電池儲(chǔ)能技術(shù)將迎來(lái)大的發(fā)展似乎并不遙遠(yuǎn)。