很多年來,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心UPS系統(tǒng)都會使用某種雙轉(zhuǎn)換設計模式,先選擇交流電源(AC),將其轉(zhuǎn)換為直流(DC)給蓄電池充電,然后再將其轉(zhuǎn)換回交流。
很多年來,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心UPS系統(tǒng)都會使用某種雙轉(zhuǎn)換設計模式,先選擇交流電源(AC),將其轉(zhuǎn)換為直流(DC)給蓄電池充電,然后再將其轉(zhuǎn)換回交流。這些UPS系統(tǒng)要使用特大型的模塊來提高系統(tǒng)性能或是實現(xiàn)(N+1)冗余。例如,你可以將三臺500kVA的UPS最大功率控制在1000kVA,這樣的話,如果其中任何一個被關(guān)閉,總的設計性能依然不變。
近些年來,企業(yè)已經(jīng)趨向于選用更小的模塊(10kVA—50kVA)來構(gòu)建更大規(guī)模的UPS系統(tǒng)。而大家都知道,在工程領域優(yōu)缺點總是共存的。這種模塊化設計的優(yōu)點是可以按照業(yè)務需求來提高系統(tǒng)性能(假設規(guī)模不變)并降低維護成本。這些模塊是支持熱切換的,用戶可以將其返還給廠家進行更換或維修。一般來講,模塊化系統(tǒng)會適當?shù)脑黾右粋€模塊來提升自己的性能,而不是僅僅局限于提供額定的性能,在盡可能比特大型系統(tǒng)少花錢的基礎上使其天生具有“N+1”冗余的性能。
在過去,
模塊化UPS系統(tǒng)的潛在優(yōu)勢是其高效性。當一套UPS系統(tǒng)在接近其最大額定性能運行時,它的效率最高。隨著負載水平的下降,效率也在下降。從表面上看好像沒什么大的損失,但是如果你更多地關(guān)注一下能源浪費和能源成本問題的話,你就會發(fā)現(xiàn)這方面的損失在逐漸上漲,你會開始重點考慮這一問題。
模塊化UPS系統(tǒng)可以并愿意被重新配置,因為這樣可以使其更接近標準性能。傳統(tǒng)的大型UPS系統(tǒng)配置偏高,目的是為了應對未來的性能增長需求,因此它們經(jīng)常都會在額定性能以下運行許多年的時間,甚至永遠是這樣。然而,性能冗余也就意味著降低效率。在“N+1”模塊化系統(tǒng)中,通過仔細的能耗管理,可以將這種現(xiàn)象降到最低限度。
然而,如果要進行“2N”冗余配置,不論哪種類型,都需要對能耗進行管理,保證負載系統(tǒng)的性能不會低于其額定性能的50%。否則,如果負載配置系統(tǒng)出故障的話,該系統(tǒng)就會超負荷運轉(zhuǎn)。這樣做的結(jié)果是,每套在“2N”模式下運行的UPS系統(tǒng)都不會超過其最高容量。此外,通過仔細的能耗管理,一套模塊化UPS可能會得到更為精密的配置,在這一點上甚至會超過規(guī)模更大、但容量固定的系統(tǒng)。從長遠來看,可以達到節(jié)約能耗的目的。當然,在這種情況下,會出現(xiàn)很多“如果”、“可能”、“也許”的不確定因素。
模塊化系統(tǒng)的缺點是要分情況的,取決于好幾個因素。我們需要把較小的模塊化系統(tǒng)安裝成“列”,作為額外的機柜。這意味著對機房的空間和承重要求要增加。具體的增加量則要取決于實際裝配的機柜“列”數(shù),以及其電路的布線模式。這樣擴大規(guī)模可能會損失一定的經(jīng)濟利益,因為盡管說每套UPS系統(tǒng)都會有額外的空間,但它并不一定愿意將其讓給其它的設備。從某種程度上講,我們可以通過將UPS模塊遷移到適合其運行的地方來彌補這種損失,前提是樓內(nèi)有充分的空間。但是,用80kVA的系統(tǒng)構(gòu)建一個容量需求從不超過30kVA的列柜必然是不符合成本效益的。
此外,數(shù)據(jù)中心內(nèi)部使用的必須是閥控式鉛酸蓄電池(VRLA)。如今在大多數(shù)UPS系統(tǒng)中都使用這種類型的蓄電池,但是它有一定的風險和使用壽命限制,隨著時間的推移,這會導致設備更換費用的增加。如果你運行的是一座大型的數(shù)據(jù)中心,而又鐘愛于濕鉛酸蓄電池的長期穩(wěn)定性的話(除了其最初成本、構(gòu)建和維護要求的嚴格性之外),將小型UPS系統(tǒng)布置在機柜行列中可能會不太實用。
這是因為無論直流電的運送距離長短都需要大量的銅線,這會迅速增加系統(tǒng)的成本及空間需求。而如今,你可以安裝大型的集中化系統(tǒng),無論是以傳統(tǒng)的模式還是以模塊化的方式,同時也可以選擇任何一種自己喜歡的電池類型。
對于大多數(shù)模塊化UPS系統(tǒng)來說,在創(chuàng)建內(nèi)置冗余容量時會遇到另外一個問題。如果系統(tǒng)框架是滿載的(比如說在一個80kVA的框架上配置9個10kVA的模塊),那就基本上沒有問題。但是,如果系統(tǒng)框架沒有滿載,你就有責任去對能耗進行管理。因為如果這樣的話,至少總會有一個模塊的容量未被使用。否則,你就會失去冗余的容量。
關(guān)于模塊化UPS最大的爭議是其可靠性。眾所周知,無論是在任何系統(tǒng)中,部件越多,出故障的風險就越大。傳統(tǒng)UPS的支持者總是在申訴這一問題,但是,新興模塊化UPS系統(tǒng)的廠商已經(jīng)對專家在這方面的統(tǒng)計分析投入了很多的注意力,而且可以提供很多理論及實際數(shù)據(jù)來反駁傳統(tǒng)的觀點。事實上,如今的UPS主流產(chǎn)品是非常可靠的。在對其進行選擇時,你或許更應該權(quán)衡一下其它因素。
無論是在相同的還是不同的數(shù)據(jù)中心,都可以混合使用不同類型的UPS。有些人將傳統(tǒng)UPS作為其主要資源,而將規(guī)模更小的模塊化UPS系統(tǒng)作為補充,將其用在最核心的硬件設備上,為其提供“2N”冗余容量,而并不增加企業(yè)的總成本。