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如何學(xué)會模塊化UPS電源的電源管理
UPS電源可以提高數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的可擴展性和效率。數(shù)據(jù)中心管理人員應(yīng)該考慮部署模塊化電源以實現(xiàn)設(shè)備冗余、混合部署以及節(jié)約成本。
2021-09-03 08:43:20
UPS電源可以提高數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的可擴展性和效率。數(shù)據(jù)中心管理人員應(yīng)該考慮部署模塊化電源以實現(xiàn)設(shè)備冗余、混合部署以及節(jié)約成本。
傳統(tǒng)上，企業(yè)部署集中式大型UPS電源系統(tǒng)為其數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施提供備份電源，而如果管理員增加UPS電源的容量以支持未來需求，這種方法通常成本高昂并且效率低下。而采用模塊化UPS電源將使管理員可以更輕松地調(diào)整UPS電源的容量和規(guī)模，提高負載效率，并延長硬件工作壽命。
模塊化UPS電源為備用電源帶來靈活性
模塊化UPS電源的主要優(yōu)點是能夠根據(jù)需要增加容量，并降低維護成本。而UPS電源模塊是可熱插拔的，管理員可以自行更換。采用模塊化設(shè)計的UPS電源可以增加所需額定容量更多的模塊，這使得它們本質(zhì)上是冗余的，其成本遠低于大型UPS電源系統(tǒng)。
例如采用“N+1”冗余的三個模塊化UPS電源，每個UPS電源以約33%的負載功率運行，而2N架構(gòu)的每個UPS電源半載運行。在任何情況下，如果一個UPS電源模塊出現(xiàn)故障，其他的UPS電源模塊將分擔(dān)整體負載。
模塊化UPS電源還提高了電力基礎(chǔ)設(shè)施的效率。UPS電源通常在接近**額定容量時以*高效率運行。而當(dāng)負載水平降低時其運行效率也隨之下降。這些效率損失從表面上看似乎并不大，但隨著時間的推移將會累積起來造成更多的能耗。
由于這些模塊化UPS電源接近滿載運行，管理員很容易安裝和重新配置。購買傳統(tǒng)UPS電源并考慮到未來容量擴展的企業(yè)通常*終會部署遠低于所需容量的UPS電源系統(tǒng)。實現(xiàn)冗余通常意味著UPS電源系統(tǒng)在容量不足的情況下運行，這也意味著降低了效率。但是管理員可以通過“N+1”冗余模塊化電源系統(tǒng)和更精細的電源管理獲得更高的效率。
超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運營商和托管數(shù)據(jù)中心提供商使用具有多種架構(gòu)的模塊化UPS電源，以**限度地降低運營成本，并保持可用的冗余容量。這些UPS電源被稱為分布式UPS電源或模塊化冗余UPS電源，可以混合部署不同容量的模塊UPS和不同規(guī)模的負載，并以**的投資成本提供所需的容量和冗余。
管理員還可以從冗余閑置UPS系統(tǒng)借用額外容量，直到他們安裝新的模塊UPS電源。這種設(shè)置意味著采用冗余架構(gòu)使數(shù)據(jù)中心受到供電的影響很小。
截至2020年，UPS電源供應(yīng)商提供的UPS電源具有以下優(yōu)勢和特點：
?在**的負載范圍內(nèi)實現(xiàn)97%以上的效率;
?邊緣計算的數(shù)據(jù)中心級可靠性;
?混合部署模塊化UPS電源;
?UPS系統(tǒng)采用鋰離子電池;
?大型數(shù)據(jù)中心采用新的冗余設(shè)計;
?機架UPS的功率因數(shù)高達0.95。
很多數(shù)據(jù)中心采用10kVA至50kVA規(guī)模較小的模塊化UPS電源。與多個并聯(lián)UPS系統(tǒng)相比，“N+1”冗余設(shè)計在每個模塊UPS源中提供更低的冗余成本和更高的負載效率，而2N設(shè)計提供準確的負載匹配。某些UPS設(shè)計使管理員能夠添加不同容量的模塊并均勻地分配負載。
而功率較小只是相對的。對于大多數(shù)企業(yè)來說，采用模塊化UPS電源的功率通常為25kVA、50kVA或100kVA，但大型數(shù)據(jù)中心可能會使用250kVA或500kVA的傳統(tǒng)UPS電源。
配置注意事項
管理員必須管理2N冗余配置，以便UPS電源系統(tǒng)的負載不會超過其容量的50%。如果容量超過50%，UPS系統(tǒng)會過載，并且負載共享系統(tǒng)將會出現(xiàn)故障。因此，在2N冗余模式下運行的每個UPS電源都必須以低于**運行效率的方式運行。
通過精心管理，與容量更大的傳統(tǒng)UPS電源系統(tǒng)相比，管理員可以將模塊化UPS配置為更接近**電源負載;這可能會帶來一些長期的節(jié)能效果。管理員必須進行控制和管理，以便始終至少有一個模塊UPS電源處在備用狀態(tài)，否則可能會失去冗余保護。
模塊化UPS電源系統(tǒng)的缺點取決于如何設(shè)置硬件。大多數(shù)企業(yè)將較小的模塊化UPS電源安裝在附加的行內(nèi)機柜內(nèi)，這意味著增加了機房的空間和重量。
根據(jù)安裝的機柜數(shù)量和配電柜安裝的數(shù)量，規(guī)模經(jīng)濟性可能會降低。而管理員可以采用模塊UPS電源解決任何潛在的性能問題。
電池技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展
大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的UPS電源采用的電池通常是閥控式鉛酸(VRLA)電池。大多數(shù)UPS電源都使用這種類型的電池，但它具有一定的故障風(fēng)險和使用壽命的限制，可能會增加更換成本。如果企業(yè)運行的大型數(shù)據(jù)中心的UPS電源使用VRLA電池，那么在機柜行之間放置功率較小的UPS電源是不切實際的。
鋰離子電池和富液式電池與VRLA電池相比具有多項優(yōu)勢。它們更小、更輕，可以承受更多次數(shù)的放電。這使它們成為調(diào)峰的理想選擇，有助于降低電力成本。而對于鋰離子電池的應(yīng)用，管理員應(yīng)該考慮在集中式UPS電源采用。
UPS電源的鋰離子化學(xué)和包裝與消費級電子產(chǎn)品有很大不同，但它們?nèi)匀粫斐晌：Α@鋰離子電源產(chǎn)品的防火要求要嚴格得多，這可能需要企業(yè)升級火災(zāi)警報和消防系統(tǒng)。
傳統(tǒng)上，企業(yè)部署集中式大型UPS電源系統(tǒng)為其數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施提供備份電源，而如果管理員增加UPS電源的容量以支持未來需求，這種方法通常成本高昂并且效率低下。而采用模塊化UPS電源將使管理員可以更輕松地調(diào)整UPS電源的容量和規(guī)模，提高負載效率，并延長硬件工作壽命。
模塊化UPS電源為備用電源帶來靈活性
模塊化UPS電源的主要優(yōu)點是能夠根據(jù)需要增加容量，并降低維護成本。而UPS電源模塊是可熱插拔的，管理員可以自行更換。采用模塊化設(shè)計的UPS電源可以增加所需額定容量更多的模塊，這使得它們本質(zhì)上是冗余的，其成本遠低于大型UPS電源系統(tǒng)。
例如采用“N+1”冗余的三個模塊化UPS電源，每個UPS電源以約33%的負載功率運行，而2N架構(gòu)的每個UPS電源半載運行。在任何情況下，如果一個UPS電源模塊出現(xiàn)故障，其他的UPS電源模塊將分擔(dān)整體負載。
模塊化UPS電源還提高了電力基礎(chǔ)設(shè)施的效率。UPS電源通常在接近**額定容量時以*高效率運行。而當(dāng)負載水平降低時其運行效率也隨之下降。這些效率損失從表面上看似乎并不大，但隨著時間的推移將會累積起來造成更多的能耗。
由于這些模塊化UPS電源接近滿載運行，管理員很容易安裝和重新配置。購買傳統(tǒng)UPS電源并考慮到未來容量擴展的企業(yè)通常*終會部署遠低于所需容量的UPS電源系統(tǒng)。實現(xiàn)冗余通常意味著UPS電源系統(tǒng)在容量不足的情況下運行，這也意味著降低了效率。但是管理員可以通過“N+1”冗余模塊化電源系統(tǒng)和更精細的電源管理獲得更高的效率。
超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運營商和托管數(shù)據(jù)中心提供商使用具有多種架構(gòu)的模塊化UPS電源，以**限度地降低運營成本，并保持可用的冗余容量。這些UPS電源被稱為分布式UPS電源或模塊化冗余UPS電源，可以混合部署不同容量的模塊UPS和不同規(guī)模的負載，并以**的投資成本提供所需的容量和冗余。
管理員還可以從冗余閑置UPS系統(tǒng)借用額外容量，直到他們安裝新的模塊UPS電源。這種設(shè)置意味著采用冗余架構(gòu)使數(shù)據(jù)中心受到供電的影響很小。
截至2020年，UPS電源供應(yīng)商提供的UPS電源具有以下優(yōu)勢和特點：
?在**的負載范圍內(nèi)實現(xiàn)97%以上的效率;
?邊緣計算的數(shù)據(jù)中心級可靠性;
?混合部署模塊化UPS電源;
?UPS系統(tǒng)采用鋰離子電池;
?大型數(shù)據(jù)中心采用新的冗余設(shè)計;
?機架UPS的功率因數(shù)高達0.95。
很多數(shù)據(jù)中心采用10kVA至50kVA規(guī)模較小的模塊化UPS電源。與多個并聯(lián)UPS系統(tǒng)相比，“N+1”冗余設(shè)計在每個模塊UPS源中提供更低的冗余成本和更高的負載效率，而2N設(shè)計提供準確的負載匹配。某些UPS設(shè)計使管理員能夠添加不同容量的模塊并均勻地分配負載。
而功率較小只是相對的。對于大多數(shù)企業(yè)來說，采用模塊化UPS電源的功率通常為25kVA、50kVA或100kVA，但大型數(shù)據(jù)中心可能會使用250kVA或500kVA的傳統(tǒng)UPS電源。
配置注意事項
管理員必須管理2N冗余配置，以便UPS電源系統(tǒng)的負載不會超過其容量的50%。如果容量超過50%，UPS系統(tǒng)會過載，并且負載共享系統(tǒng)將會出現(xiàn)故障。因此，在2N冗余模式下運行的每個UPS電源都必須以低于**運行效率的方式運行。
通過精心管理，與容量更大的傳統(tǒng)UPS電源系統(tǒng)相比，管理員可以將模塊化UPS配置為更接近**電源負載;這可能會帶來一些長期的節(jié)能效果。管理員必須進行控制和管理，以便始終至少有一個模塊UPS電源處在備用狀態(tài)，否則可能會失去冗余保護。
模塊化UPS電源系統(tǒng)的缺點取決于如何設(shè)置硬件。大多數(shù)企業(yè)將較小的模塊化UPS電源安裝在附加的行內(nèi)機柜內(nèi)，這意味著增加了機房的空間和重量。
根據(jù)安裝的機柜數(shù)量和配電柜安裝的數(shù)量，規(guī)模經(jīng)濟性可能會降低。而管理員可以采用模塊UPS電源解決任何潛在的性能問題。
電池技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展
大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的UPS電源采用的電池通常是閥控式鉛酸(VRLA)電池。大多數(shù)UPS電源都使用這種類型的電池，但它具有一定的故障風(fēng)險和使用壽命的限制，可能會增加更換成本。如果企業(yè)運行的大型數(shù)據(jù)中心的UPS電源使用VRLA電池，那么在機柜行之間放置功率較小的UPS電源是不切實際的。
鋰離子電池和富液式電池與VRLA電池相比具有多項優(yōu)勢。它們更小、更輕，可以承受更多次數(shù)的放電。這使它們成為調(diào)峰的理想選擇，有助于降低電力成本。而對于鋰離子電池的應(yīng)用，管理員應(yīng)該考慮在集中式UPS電源采用。
UPS電源的鋰離子化學(xué)和包裝與消費級電子產(chǎn)品有很大不同，但它們?nèi)匀粫斐晌：Α@鋰離子電源產(chǎn)品的防火要求要嚴格得多，這可能需要企業(yè)升級火災(zāi)警報和消防系統(tǒng)。
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先后為復(fù)旦大學(xué)；東海艦隊后勤部；上海迪斯尼；中天科技，農(nóng)業(yè)銀行；網(wǎng)易等企業(yè)和事業(yè)單位的數(shù)據(jù)中心提供了多年可靠的電力保障。經(jīng)過社會各界朋友的關(guān)照與幫助，使得在行業(yè)中迅速崛起，成為有競爭力得科技型企業(yè)。
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