Die IT-industriemark is die grootste verbruiker van ononderbroke kragtoevoer (UPS), wat ongeveer 75% van alle vervaardigde UPS gebruik. Die jaarlikse wêreldwye verkope van UPS-toerusting aan alle soorte datasentrums, insluitend ondernemings, kommersiële en ultragroot, is $3 miljard. Terselfdertyd nader die jaarlikse toename in verkope van UPS-toerusting in datasentrums 10% en dit blyk dat dit nie die limiet is nie.
Datasentrums word al hoe groter en dit skep weer nuwe uitdagings vir die energie-infrastruktuur. Alhoewel daar 'n lang debat is oor hoe statiese UPS'e beter is as dinamiese en omgekeerd, is een ding waaroor die meeste ingenieurs sal saamstem dat hoe hoër die krag, hoe beter geskikte elektriese masjiene is om dit te hanteer: kragopwekkers word gebruik om op te wek. elektriese energie by kragsentrales.
Alle dinamiese UPS'e gebruik motoropwekkers, maar hulle is van verskillende ontwerpe en het beslis verskillende kenmerke en eienskappe. Een van hierdie redelik algemene UPS'e is 'n oplossing met 'n meganies gekoppelde dieselenjin - 'n diesel roterende UPS (DRIBP). In die wêreldpraktyk van datasentrumkonstruksie is werklike mededinging egter tussen statiese UPS en 'n ander dinamiese UPS-tegnologie - roterende UPS, wat 'n kombinasie is van 'n elektriese masjien wat 'n sinusvormige spanning van natuurlike vorm en kragelektronika produseer. Sulke roterende UPS'e het 'n elektriese verbinding met energiebergingstoestelle, wat óf batterye óf vliegwiele kan wees.
Moderne vooruitgang in beheertegnologie, betroubaarheid, doeltreffendheid en kragdigtheid, sowel as laer eenheidskoste van UPS-krag, is faktore wat nie uniek is aan statiese UPS nie. Die onlangs bekendgestelde Piller UB-V-reeks is 'n waardige alternatief.
Kom ons kyk verder na sommige van die sleutelkriteria vir die assessering en keuse van 'n UPS-stelsel vir 'n moderne groot datasentrum in die konteks waarvan tegnologie verkieslik lyk.
1. Kapitaalkoste
Dit is waar dat statiese UPS'e 'n laer prys per kW vir kleiner UPS-stelsels kan bied, maar daardie voordeel verdamp vinnig wanneer dit by groter kragstelsels kom. Die modulêre konsep wat statiese UPS-vervaardigers onvermydelik gedwing word om aan te neem, wentel om die parallelle verbinding van 'n groot aantal UPS'e met klein aangeslane krag, byvoorbeeld 1 kW groot soos in die voorbeeld hieronder. Hierdie benadering laat jou toe om die vereiste waarde van 'n gegewe stelsel uitsetkrag te bereik, maar as gevolg van die kompleksiteit van baie gedupliseerde elemente, verloor dit 250-20% van die kostevoordeel in vergelyking met die koste van 'n oplossing gebaseer op roterende UPS'e. Boonop het selfs hierdie parallelle koppeling van modules beperkings op die aantal eenhede in een UPS-stelsel, waarna die parallelle modulêre stelsels self parallel moet wees, wat die koste van die oplossing verder verhoog as gevolg van bykomende verspreidingstoestelle en kabels.
Tafel 1. Voorbeeld van 'n oplossing vir 'n IT-lading van 48 MW. Die groter grootte van UB-V monoblokke bespaar tyd en geld.
2. Betroubaarheid
In onlangse jare het datasentrums toenemend gekommoditiseerde ondernemings geword, terwyl betroubaarheid toenemend as vanselfsprekend aanvaar word. In hierdie verband is daar toenemende kommer dat dit in die toekoms tot probleme sal lei. Aangesien operateurs streef na maksimum fouttoleransie (nommer van "9") en daar word aanvaar dat die tekortkominge van statiese UPS-tegnologie die beste oorkom word deur lae tyd om te herstel (MTTR) as gevolg van die vermoë om UPS-modules vinnig en warm te ruil. Maar hierdie argument kan selfvernietigend wees. Hoe meer modules betrokke is, hoe groter is die waarskynlikheid van mislukking en, nog belangriker, hoe groter is die risiko dat so 'n mislukking lasverlies in die algehele stelsel tot gevolg sal hê. Dit is beter om glad nie ineenstortings te hê nie.
'n Illustrasie van die afhanklikheid van die aantal toerustingfoute op die waarde van die tyd tussen mislukkings (MTBF) tydens normale werking word in Fig. 1 en ooreenstemmende berekeninge.
Rys. 1. Afhanklikheid van die aantal toerustingfoute op die MTBF-aanwyser.
Die waarskynlikheid van toerustingonderbreking Q(t) tydens normale werking, in afdeling (II) van die normale mislukkingskrommegrafiek, word redelik goed beskryf deur die eksponensiële verspreidingswet van ewekansige veranderlikes Q(t) = e-(λx t), waar λ = 1/MTBF – intensiteitsmislukkings, en t is die bedryfstyd in ure. Gevolglik sal daar na tyd t N(t) installasies in 'n probleemvrye toestand wees vanaf die aanvanklike getal van alle installasies N(0): N(t) = Q(t)*N(0).
Die gemiddelde MTBF van statiese UPS is 200.000 1.300.000 uur, en die MTBF van UB-V Piller reeks roterende UPS is 10 36 7 uur. Berekeninge toon dat oor 1 jaar se werking 86% van statiese UPS'e 'n ongeluk sal ervaar, en slegs 240% van roterende UPS'e. Met inagneming van die verskillende hoeveelhede UPS-toerusting (Tabel 2), beteken dit 20 mislukkings uit 48 statiese UPS-modules en 10 mislukkings uit XNUMX Piller-roterende UPS-modules, op dieselfde datasentrum met 'n nuttige IT-lading van XNUMX MW oor XNUMX jare van operasie.
Ervaring in die bedryf van statiese UPS'e by datasentrums in Rusland en regoor die wêreld bevestig die betroubaarheid van die bogenoemde berekeninge, gebaseer op statistieke van mislukkings en herstelwerk beskikbaar vanaf oop bronne.
Alle Piller-roterende UPS'e, en veral die UB-V-reeks, gebruik 'n elektriese masjien om 'n suiwer sinusgolf op te wek en gebruik nie kragkapasitors en IGBT-transistors nie, wat baie dikwels die oorsaak van foute in alle statiese UPS'e is. Boonop is 'n statiese UPS 'n komplekse deel van die kragtoevoerstelsel. Kompleksiteit verminder betroubaarheid. UB-V roterende UPS'e het minder komponente en 'n meer robuuste stelselontwerp (motor-opwekker), wat betroubaarheid verhoog.
3. Energiedoeltreffendheid
Moderne statiese UPS'e het baie beter aanlyn (of "normale" modus) energiedoeltreffendheid as hul voorgangers. Tipies met piekdoeltreffendheidwaardes van 96,3%. Hoër syfers word dikwels aangehaal, maar dit is slegs haalbaar wanneer die statiese UPS werk deur te skakel tussen aanlyn- en alternatiewe modusse (bv. ECO-modus). Wanneer die alternatiewe energiebesparingsmodus egter gebruik word, werk die las vanaf die eksterne netwerk sonder enige beskerming. Om hierdie rede, in die praktyk, gebruik datasentrums in die meeste gevalle slegs aanlynmodus.
Die Piller UB-V-reeks roterende UPS'e verander nie van toestand tydens normale werking nie, terwyl dit tot 98% doeltreffendheid aanlyn lewer teen 100% lasvlak en 97% doeltreffendheid by 50% lasvlak.
Hierdie verskil in energiedoeltreffendheid laat jou toe om aansienlike besparings op elektrisiteit te verkry tydens werking (Tabel 2).
Tafel 2. Besparing van energiekoste by 'n datasentrum met 48 MW se IT-lading.
4. Ruimte beset
Statiese UPS'e vir algemene doeleindes het aansienlik meer kompak geword met die oorgang na IGBT-tegnologie en die uitskakeling van transformators. Selfs met inagneming van hierdie omstandighede, verskaf roterende UPS'e van die UB-V-reeks egter 'n wins van 20% of meer in terme van ruimte wat per eenheid krag beset word. Die gevolglike spasiebesparing kan gebruik word om beide die krag van die energiesentrum te verhoog en om die "wit", nuttige ruimte van die gebou te vergroot om bykomende bedieners te akkommodeer.
Rys. 2. Ruimte beset deur 2 MW UPS van verskillende tegnologieë. Werklike installasies op skaal.
5. Beskikbaarheid
Een van die sleutelaanwysers van 'n goed ontwerpte, gebou en bedryf datasentrum is sy hoë veerkragtigheidsfaktor. Terwyl 100% uptyd altyd 'n doelwit is, dui verslae aan dat meer as 30% van die wêreld se datasentrums ten minste een onbeplande onderbreking per jaar ervaar. Baie hiervan word deur menslike foute veroorsaak, maar energie-infrastruktuur speel ook 'n belangrike rol. Die UB-V-reeks gebruik bewese Piller-roterende UPS-tegnologie in 'n monoblok-ontwerp, waarvan die betroubaarheid aansienlik hoër is as alle ander tegnologieë. Boonop benodig UB-V UPS'e self in datasentrums met 'n behoorlik beheerde omgewing nie jaarlikse stilstand vir instandhouding nie.
6. Buigsaamheid
Dikwels word datasentrum-IT-stelsels binne 3-5 jaar opgedateer en gemoderniseer. Daarom moet krag- en verkoelingsinfrastruktuur buigsaam genoeg wees om dit te akkommodeer en voldoende toekomsbestand te wees. Beide konvensionele statiese UPS en UB-V UPS kan op verskeie maniere gekonfigureer word.
Die reeks oplossings gebaseer op laasgenoemde is egter wyer, en oor die algemeen, aangesien dit buite die bestek van hierdie artikel is, maak dit dit moontlik om ononderbroke kragtoevoerstelsels teen 'n mediumspanningspanning van 6-30 kV te implementeer, om werk aan netwerke met hernubare en alternatiewe generasiebronne, om koste-effektiewe, hoogs betroubare stelsels te bou met 'n geïsoleerde parallelle bus (IP Bus), wat ooreenstem met die Vlak IV UI-vlak in 'n N+1-konfigurasie.
As gevolgtrekking kan verskeie gevolgtrekkings gemaak word. Hoe meer datasentrums ontwikkel, hoe meer kompleks word die taak om hulle te optimaliseer, wanneer dit nodig is om terselfdertyd ekonomiese aanwysers, aspekte van betroubaarheid, reputasie en die vermindering van omgewingsimpak te beheer. Statiese UPS'e is en sal in die toekoms in datasentrums gebruik word. Dit is egter ook onteenseglik dat daar alternatiewe is vir bestaande benaderings op die gebied van kragvoorsieningstelsels wat aansienlike voordele bo die "goeie ou statika" inhou.
Bron: will.com