模塊化UPS企業(yè)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用

國內(nèi)的數(shù)據(jù)中心概況

這里講的企業(yè)級數(shù)據(jù)中心是指各企業(yè)或者政府單位根據(jù)自身業(yè)務(wù)需要而建造的自用機(jī)房，它跟以提供服務(wù)器托管為主的IDC(Internet Data Center互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)機(jī)房相比主要區(qū)別在于系統(tǒng)容量偏小﹑不對外公開，但其主要職能仍不外乎存儲﹑計(jì)算﹑應(yīng)用等方面。目前數(shù)據(jù)中心作為一種物理載體在企業(yè)發(fā)展和運(yùn)營中越來越被重視，國內(nèi)很多大型企業(yè)、政府部門都在不斷地投入這方面的建設(shè)。總體看來，我國的數(shù)據(jù)中心目前具有以下幾個(gè)特征：

1.剛剛起步，但增長速度迅猛。

國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)最早的是政府部門，這一波主要集中在1999、2000年;在2002、2003年的時(shí)候呈現(xiàn)第二波，主要集中在金融和電信企業(yè);2006年以后，主要集中在地方政府和國內(nèi)傳統(tǒng)的大型企業(yè)。這些企業(yè)單位雖然已規(guī)劃建設(shè)了數(shù)據(jù)中心，但已完全建成的所占比例很小，大部分仍處在建設(shè)過程中，有的處于存儲中心階段，有的處在計(jì)算中心階段。此外，電子商務(wù)和電子政務(wù)的發(fā)展也將促使更多的數(shù)據(jù)中心被建設(shè)?？傊?，國內(nèi)的數(shù)據(jù)中心還處在發(fā)展初期，據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，2006年以來，國內(nèi)每年用于建設(shè)數(shù)據(jù)中心的投資已達(dá)到百億元以上，并且未來每年投入的增長率還將在20%以上。

2.系統(tǒng)利用率低。

由于對容量的估算不準(zhǔn)或者初期的負(fù)載量很小，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)容量跟實(shí)際容量不符。據(jù)調(diào)查顯示，有70%以上的用戶實(shí)際負(fù)載量不足設(shè)計(jì)容量的50%，造成了能源和設(shè)備的很大浪費(fèi)。

3.基礎(chǔ)設(shè)施不夠匹配，整個(gè)系統(tǒng)的可用度不高。

在系統(tǒng)可用度方面，金融﹑電信和政府部門做得相對比較好，能達(dá)到99.99%或者99.999%以上，其它的企業(yè)宕機(jī)時(shí)間就會長一些。這主要是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)時(shí)，只加強(qiáng)了個(gè)別環(huán)節(jié)的可靠冗余，忽視了一些單點(diǎn)故障點(diǎn)的存在。當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)可用度在99.9%時(shí)，其年度宕機(jī)時(shí)間將達(dá)到9個(gè)小時(shí)。

4.維護(hù)和管理能力有待加強(qiáng)。

由于國內(nèi)的數(shù)據(jù)中心發(fā)展還處在初期階段，有能力﹑有經(jīng)驗(yàn)的維護(hù)人員還比較缺少。管理人員缺乏對系統(tǒng)全面﹑科學(xué)的管理，對災(zāi)難備份重視不夠，導(dǎo)致大部分的系統(tǒng)故障都是人為原因造成的。

企業(yè)級數(shù)據(jù)中心對UPS電源系統(tǒng)的一般要求

基于服務(wù)器自身工作的特點(diǎn)及其重要性，數(shù)據(jù)中心對電源的要求特別高，一般要用冗余的純在線式UPS系統(tǒng)才能滿足要求。高可用度是對整個(gè)UPS電源系統(tǒng)的第一要求，但并不是唯一要求，隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)的發(fā)展，人們對UPS電源系統(tǒng)的要求也更加全面和合理。從整體角度用發(fā)展的眼光來看，企業(yè)級數(shù)據(jù)中心對UPS電源系統(tǒng)的要求有以下幾個(gè)方面：

1.安全可靠，一般要求UPS電源系統(tǒng)的可用度A≥99.999%?！? 個(gè) 9”相當(dāng)于每年有5 分鐘的宕機(jī)時(shí)間。這個(gè)指標(biāo)是非常高的，首先，可用度是在系統(tǒng)運(yùn)行壽命期內(nèi)的連續(xù)測量值，它是用總的正常運(yùn)行時(shí)間除以總的運(yùn)行時(shí)間得出的。 A=MTBF/(MTBF+MTTR)， 1 小時(shí)的斷電時(shí)間會使該電源系統(tǒng)的可用度在 12 年內(nèi)達(dá)不到 5 個(gè) 9 的目標(biāo)。其次，在公式中還要考慮系統(tǒng)重新啟動和恢復(fù)的時(shí)間。一次 3秒鐘的斷電可能會使服務(wù)器宕機(jī) 30分鐘，不考慮這些影響因素所計(jì)算出的可用度結(jié)果意義不大。再者，這個(gè)可用度指的是整個(gè)UPS供電系統(tǒng)，不是UPS本身。有些企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，UPS的容錯(cuò)能力很強(qiáng)，可用度很高，但是跟它相連的各級斷路器、變壓器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等環(huán)節(jié)存在多個(gè)單點(diǎn)故障點(diǎn)，這種設(shè)計(jì)就出現(xiàn)了可用度“瓶頸”，可用度不高的環(huán)節(jié)始終會妨礙整個(gè)電源系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的可用度。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，全國數(shù)據(jù)中心的UPS供電系統(tǒng)，有超過70%的故障跟UPS本身無關(guān)，而是跟配電系統(tǒng)中其它環(huán)節(jié)或其它設(shè)備的質(zhì)量、安裝、操作、維護(hù)等問題有關(guān)，或者由于這些問題導(dǎo)致了UPS誤動作或者故障?？梢?，UPS設(shè)備僅僅是涉及整個(gè)供電系統(tǒng)可用度問題的因素之一，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的可靠均衡對于獲得整個(gè)UPS電源系統(tǒng)的最佳可用度來說是至關(guān)重要的。

2.可提供雙路電源，以滿足雙電源服務(wù)器的需求。目前市場上的服務(wù)器一般都要求雙電源輸入，任何一路電源出錯(cuò)都不影響服務(wù)器的正常工作，從而使服務(wù)器對電源問題的容錯(cuò)能力大幅提升。

3.UPS電源系統(tǒng)可陸續(xù)擴(kuò)容，并且擴(kuò)容過程中不能影響負(fù)載的正常運(yùn)行，以滿足服務(wù)器不斷擴(kuò)容和不可中斷的需求。這樣既能有效節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)初期的投資費(fèi)用，又能使UPS在整個(gè)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)過程中始終保持在安全而又高效的工作狀態(tài)下，提高了系統(tǒng)性價(jià)比。

4.系統(tǒng)零地電壓要低，一般不高于1V，以確保服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，免受干擾。系統(tǒng)中零地電壓過高的原因有：電網(wǎng)進(jìn)線本身的零地電壓就偏高，系統(tǒng)接地系統(tǒng)不符合標(biāo)準(zhǔn)，或者系統(tǒng)中諧波電流大﹑地線長﹑線徑小等。UPS本身并不會降低零地電壓，降低零地電壓要通過改善配電系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

5.綠色環(huán)保，節(jié)能降耗，順應(yīng)時(shí)代潮流。在能源緊缺﹑重視環(huán)保的今天，綠色﹑節(jié)能的電源系統(tǒng)備受關(guān)注，有的企業(yè)已將節(jié)能做了量化規(guī)定，作為企業(yè)每年必須完成的硬性指標(biāo)去執(zhí)行。 UPS在綠色﹑節(jié)能方面的表現(xiàn)主要體現(xiàn)在輸入功率因數(shù)﹑輸入電流諧波以及整機(jī)效率等方面。表現(xiàn)好的UPS可以減少設(shè)備對電網(wǎng)或者油機(jī)的干擾，也可以節(jié)省電費(fèi)，降低運(yùn)營成本。

6.UPS供電系統(tǒng)應(yīng)維護(hù)方便，便于管理。這樣不但可以節(jié)省系統(tǒng)的維護(hù)成本，更為重要的是可以盡量避免因人為維護(hù)或者管理不當(dāng)而引發(fā)的系統(tǒng)故障。

為了滿足上述要求，必須選用合適的UPS產(chǎn)品，制定合理的UPS供電方案。下面以臺達(dá)C系列UPS為例加以介紹。