UPS技術新突破 輕松構建高效、可靠、可擴展的中大型數據中心
來源：未知 發(fā)布時間：2017-04-12 19:53 點擊：
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在云計算、大數據等新技術和應用的推動下，數據中心大型化的趨勢非常明顯。不僅互聯網巨頭們的數據中心規(guī)模越來越大，一些云服務提供商的數據中心的規(guī)模也迅速膨脹（出現了10萬+臺服務器以上的數據中心），相應地，市場對中大功率UPS的需求也大增。
實際上，中大功率的需求不僅來自數據中心也來自工業(yè)應用領域。根據HIS的研究，預計到2019年500KVA以上功率UPS市場將以近2位數的速率增長，而中國市場對中大功率UPS的需求更為強烈，2014年到2019年的年復合增長率將達到13.6%。面對這個高速增長的市場，相關UPS廠商也都加緊了產品升級和更新力度，推出自己的產品。在這些產品面前，到底哪一個才是最適合自己的？選型過程中有哪些關鍵點需要重點考慮？
總體上，一個好的UPS系統(tǒng)應該滿足：低前期投資、低運營費用以及低業(yè)務風險，在這一個總體目標之下，結合數據中心和UPS行業(yè)的整體發(fā)展趨勢，專家建議，UPS設備選型時除了產品價格之外，需要特別考慮如下關鍵點：能效、可靠性和可擴展性。
高可靠降低業(yè)務風險
可靠是大中功率UPS的一個基本要素。這是因為大中功率UPS支撐的系統(tǒng)和業(yè)務多，其中不乏關鍵業(yè)務系統(tǒng)。比如，一些以云服務為主要業(yè)務的數據中心，與客戶會簽訂有SLA協(xié)議，一旦UPS出現問題影響到IT系統(tǒng)的運行，將會給公司帶來的非常大的影響，包括收入和公司聲譽。
UPS的高可靠性首先來自零部件，一是零部件本身要高可靠，而是零部件需要有一定的“容錯”能力。比如，部件要耐高壓沖擊，以及在制冷系統(tǒng)出現故障室溫超過35-400C時仍然滿載持續(xù)運行而無需降容等。除了零部件外，如今的UPS還會采用眾多技術來提高可靠性。比如，模塊化和冗余設計就是目前常見的技術手段，這可以保證在系統(tǒng)出現故障時能自動切換，而且能把故障隔離并限制在單個模塊。
此外，近年來還有一些技術值得關注，比如施耐德電氣提出的4電平技術。與傳統(tǒng)的2傳統(tǒng)電平和3電平逆變器相比，4電平可以減少對UPS中的關鍵控制部件IGBT的承壓，從而大幅提高IGBT的可靠性，而且4電平還能減少開關的損耗，除了提高效率之外，也可以提高開關的可靠性。
當然，高可靠與成本永遠是一對矛盾體，對于廠商而言，如何平衡這兩者也是一個考驗，這既關乎廠商的技術水準也關乎廠商的市場策略。
高能效是長期投資
高能效意味著節(jié)能，無論是數據中心還是工業(yè)應用節(jié)能都非常關鍵。研究顯示，數據中心的電費占數據中心整體運營成本1/3以上，而降低數據中心的能耗需要多方共同努力，UPS也是其中之一。實際上，在社會普遍重視節(jié)能環(huán)保的背景下，UPS廠商無不想法設法提高產品能效，而能效也成為各UPS比拼的最重要指標之一。
眾所周知，能效與UPS的運行模式有關系，數據中心中UPS一般運行在雙變換模式下，即設備始終處于UPS的保護之下，上面的數據也基本都是這種模式下的能效值。除了雙變換模式，今天不少廠商還在宣傳ECO模式（習慣上也稱作“靜態(tài)旁路”），讓雙轉換式UPS在ECO模式下運行以提高其運行效率。
ECO模式的確可以提高用電效率和節(jié)能。但是，這往往意味著用電設備離開了UPS的保護，實踐中真正敢使用這種技術的數據中心少至又少。施耐德電氣獨有的E變換模式，其結合了ECO模式和雙變換模式，使得該模式效率高達98%以上，同時電能質量與雙變換模式幾乎一致，能夠在高能效狀態(tài)下提供雙轉換模式所具有的保護特性。
高可擴展可提高靈活性，降低成本
今天的市場變化很快，企業(yè)要快速相應市場變化，這也就對底層的基礎設施提出了更高的要求，可擴展性就是為應對這種需求提出的。當然，可擴展性的另一個作用是能節(jié)省前期投資。比如，具有高可擴展能力的UPS就支持“邊成長邊投資”，即未來可以隨著業(yè)務增長不斷擴容，而不用一次性投資到位，這可以明顯降低初期投資。
作為一種有效提供UPS可擴展性的方法，模塊化設計近年來大行其道。實際上，模塊化不止應用在UPS，如今也已經廣泛應用到數據中心的各個方面，比如模塊化服務器、模塊化數據中心等。
采用模塊化設計的UPS在初始安裝后，可以通過增加功率柜體擴容或提高冗余度。每一個功率柜體都能夠平均分擔負載，并且當發(fā)生故障時能夠與系統(tǒng)隔離，因而即使一個或多個功率柜體故障后系統(tǒng)仍然能夠繼續(xù)正常運行，可以說好處非常明顯。過去模塊化主要用于中小功率的UPS，如今這項技術也開始進入大功率UPS中。
以上提及的可靠性、能效和可擴展只是UPS選型中要重點考慮的，除此之外，還有些方面也值得關注，比如UPS的可管理性。一個好的UPS能自動定期對電池進行自檢，提前對電池進行警告性故障分析，以便及時進行預防性維護；還能進行溫度補償電池充電，根據實際的電池溫度調整充電電壓延長電池壽命。這無疑會給設備的后期管理和運維帶來很大方便。
最后，UPS適用何種電池也值得一提。如今鋰電池越來越流行，并已開始進入數據中心，未來很可能取代鉛酸蓄電池成為主流。因為相對于傳統(tǒng)鉛酸蓄電池，鋰電池有著許多技術優(yōu)勢。比如，鋰電池更節(jié)省空間，自帶BMS的鋰電池更智能，可以自我監(jiān)測、自我診斷，具有自我熔斷、自我隔離、過壓保護、防過充等很多保護性功能，在串并聯組合上也更為自由，可以更靈活地滿足各種供電需求。目前鋰電池普及的主要障礙在成本，假以時日這有望通過技術和生產規(guī)模來解決。因此，新一代的UPS必須支持鋰電池供電。
綜上所述，在大中功率UPS的選型是一個復雜而要特別謹慎的工作，需要系統(tǒng)而全面的規(guī)劃，需要進行多方面的平衡，特別是成本與功能的平衡。好在UPS廠商也在致力于提供更多、更好的UPS設備，來降低用戶選擇時的難度，就像近期施耐德電氣推出的中大功率高能效、高可靠、高可擴展性三相UPSGalaxyVX一樣。這一款引入眾多新的技術，實現了成本與功能、初期投資與長期效率等多方面的平衡，并且兼容4種前瞻儲能方式的創(chuàng)新產品，相信不僅是中大型數據中心的上佳之選，也必將推動UPS行業(yè)整體技術水平的提升。tag標簽:
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