分布式UPS在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用-喬迎超

TelecomPowerTechnology )摘要：從設(shè)備配置、機房利用率以及設(shè)備投資等角度，對比分布式UPS與集中式UPS，分析分布式UPS在數(shù)據(jù)中心的適用性。對比后發(fā)現(xiàn)，分布式UPS與集中式UPS各有優(yōu)缺點，兩者不是互相取代的關(guān)系，兩種類型的UPS有著各自更加適用的場景，在工程設(shè)計選型中應(yīng)根據(jù)項目實際情況進行選擇。關(guān)鍵詞：分布式UPS；數(shù)據(jù)中心；集中式UPSTheApplicationofDistributedUPSinIDC inaAbstract：ThispapercomparesthedistributedUPSwiththecentralizedUPSfromtheangleofequipmentdistributedUPSandthecentralizedUPShavetheiresign0引言隨著社會發(fā)展和通信網(wǎng)絡(luò)的演進，數(shù)據(jù)中心在、銀行、大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等建設(shè)、政府部門建設(shè)的數(shù)據(jù)中心無論規(guī)模大小都離不障，而不間斷電源在數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用最廣泛的是UPS設(shè)備。過去較長的一段時期內(nèi)，UPS均采用了集中式UPS，從早期的工頻機(6脈沖、部分?jǐn)?shù)據(jù)中心也采用了分布式UPS。這種類型的UPS設(shè)備與傳統(tǒng)集中式UPS設(shè)備電氣原理相似，但在設(shè)備外形、安裝等[1]方面上存在很大區(qū)別，為項目建1分布式UPS一般DPS按照輸出電源類型可分為輸出220V交流電源在電氣特性以及應(yīng)用上與傳統(tǒng)UPS有著本質(zhì)區(qū)此這里主要討論與收稿日期：2019-12-08作者簡介：喬迎超(1986-)，男，湖北荊門人，本科，工程師，主要研究方向為通信電源工程設(shè)計。傳統(tǒng)UPS在電氣原理和結(jié)構(gòu)上較為相似的220V交分布式UPS的最主要特點就是區(qū)別與傳統(tǒng)UPS在電力室的“集中”安裝。分布式UPS將UPS設(shè)備為了滿足安裝到機柜的，受限于安裝空間和電池大小，單臺分布式UPS設(shè)備支持的機柜功率有限，市面上主流廠家設(shè)備一般容量范圍為3~8kW，電池后備15~30min。單臺UPS支持雙路市電輸入，兩路輸出，其中分布式UPS常見的組網(wǎng)方式有單機架單機組網(wǎng)、(1)單機架單機組網(wǎng)。每個設(shè)備機柜安裝1臺分布式UPS，單臺UPS設(shè)備功率滿足單個機柜總功率需求。在有雙路市電輸入的情況下，機柜可實現(xiàn)(2)單機架2N組網(wǎng)。每個設(shè)備機柜安裝2臺分布式UPS，單臺UPS設(shè)備功率滿足單個機柜總功·79·TelecomPowerTechnology(3)雙機架2N組網(wǎng)。每個設(shè)備機柜安裝1臺分布式UPS，單臺UPS設(shè)備功率滿足2個機柜總功率需求。比如，第1臺機柜的UPS設(shè)備保障輸出接PS一個機柜的UPS設(shè)備保障輸出接入本機柜的電源輸上述分布式UPS常見組網(wǎng)方式中，單機架單機組網(wǎng)方式可靠性最低，但設(shè)備投資少。單機架2N組網(wǎng)方式可靠性高，但設(shè)備投資多。雙機架2N組網(wǎng)雖稍顯復(fù)雜，結(jié)構(gòu)不夠根據(jù)GB50174—2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》附錄1，數(shù)據(jù)中心的UPS結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的級別采用或M(N+1)(M=2、3、4…)配置，B級數(shù)據(jù)中心式UPS可簡單實現(xiàn)上述組網(wǎng)，但是通過第1章節(jié)中無法實現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的N+1(2≤N≤4)組網(wǎng)。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)等級定義為B級或客戶明確要求UPS為N+1配置就可以滿足其需求時，需根據(jù)項目規(guī)模具體評估集中式UPS做N+1冗余配置和分在進行UPS設(shè)備容量計算時，集中式UPS因其接入設(shè)備多，在計算容量時可根據(jù)經(jīng)驗或具體設(shè)備使用情況考慮一定的同時系數(shù)。但是，分布式UPS因其接入設(shè)備單一，一般是按照單個機柜的設(shè)計功率來計算容量需求，無法考慮多個機柜同時工作的同時系數(shù)[3]。比如，某設(shè)備機房計劃安裝100個機架，單機架平均設(shè)計功率5kW，考慮同時系數(shù)0.8(暫不考慮需要系數(shù))，功率因素593kVA。如果數(shù)據(jù)中心等級為C級時，集中式UPS數(shù)據(jù)中心等級為A級時，集中式UPS可選用4臺300kVAUPS采用2N(N=2)方式運行，其設(shè)備總?cè)萘繛?200kVA。而分布式UPS采用單機架單機組網(wǎng)時，如果同樣考慮一定的容量裕度系數(shù)，需至少選用單臺8kVA定規(guī)模，可以考慮負(fù)荷的同時系數(shù)時，分布式UPS的設(shè)備總?cè)萘繉⒋笥诩経PS。同樣，由于設(shè)備規(guī)模的增加和電池模塊化反之，當(dāng)機架數(shù)量較少時，或者機房面積足夠需求不明確使得機架不能一次投資效益比較敏感的建設(shè)單位收益的問題，這是項目投資決策的重要環(huán)節(jié)。集中式UPS設(shè)備在選型時，根據(jù)整個機房可裝機設(shè)備功率情況選擇盡可能大的UPS設(shè)備，可，但是會面臨投產(chǎn)初期設(shè)備利用率低和投資回收期長的問題。而分布式UPS設(shè)一階段甚至可以靈活改為·80·TelecomPowerTechnologyTelecomPowerTechnology的客戶要求，在比對于機房利用率的對比，不能簡單一概而論，是指同樣面積的機房(含電力室)可實際安裝服務(wù)器設(shè)備的大的數(shù)據(jù)中心，根據(jù)不同的機房一般來講，下面兩種情況下分布式UPS設(shè)備具有明顯優(yōu)勢[4]：一是樓板承重條件不滿足電池安裝房或者其他民用建筑內(nèi)的改造此，需挑選同樣可安設(shè)數(shù)據(jù)中心單機架設(shè)計功率4kW，采用集中式UPS方案時，UPS采用400kVA2N(N=2)配置，配慮，預(yù)計UPS總輸出功率為648kW，可滿足162個室所需要的面積后，行平面布局設(shè)計，具除去配電列單從機柜數(shù)量上看，分布式UPS方案明顯可安但是，由于分布式UPS設(shè)備安裝在機柜內(nèi)占據(jù)了機6U，則兩種方案的實際剩余空間為：集中式UPS方=8820U。從機柜空間上看，分布式UPS方案的機柜可用空間比集中式UPS方案多27%，但相比機柜增加比目中，判斷機房利用率提升的程度要看實際項目需求。例如，4kW功率實際能夠滿足單機柜多少U的設(shè)備安裝，如果本身單機柜受供會空出一部分空間，那么以機PS·81·TelecomPowerTechnology359UPS444---83-----------5要結(jié)合其他因素綜3的方案為例分別進行投資費用對比，具體結(jié)果如表通過表1可看出，與集中式UPS相比，分布式UPS較高，主要是由于鋰電可安裝機柜數(shù)量多，所需與鉛酸電池相比，鋰電池具有充放電次數(shù)多、但是，由于通信良好的市電保障和機房專用空調(diào)對機房環(huán)境溫度優(yōu)勢在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用中顯得性價比不高[5]。這是目前為止在通信行業(yè)內(nèi)鋰電池機房等接入層站點而尚未大規(guī)但是，也可以通過表1看出，雖然分布式UPS障其單機柜收益，則在完機柜無疑將帶來更多的業(yè)務(wù)收另外一個相其他對比對于分布式UPS，有些人認(rèn)為其分散的供電模避免了單臺設(shè)備故障導(dǎo)致設(shè)備大面積故障的情形，是集中式UPS的N+1、2N的配置在多年實踐中早可靠性。反之，也有人認(rèn)為分使得故障節(jié)點增多，但是分布式UPS電池在內(nèi)都可以快速實現(xiàn)更于集中式UPS。此外，對于不加鎖，也會使得維護6結(jié)論以取代的關(guān)系，而是有。因此，設(shè)備選型時，應(yīng)結(jié)合況以及投資[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB51194—2016通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計規(guī)范[S].北京：中