Кратко за начинаещи: защо модулните UPS са по-добри и как се стигна до тук.
Източниците на непрекъсваемо захранване за центрове за данни се разделят на две основни групи: моноблочни и модулни. Първите принадлежат към традиционния тип UPS, а вторите са сравнително нови и по-напредничави.
Какви са разликите между моноблочни и модулни UPS
В моноблочните източници на непрекъсваемо захранване изходната мощност се осигурява от един силов модул. В модулните UPS основните компоненти са изработени под формата на отделни модули, които се разполагат в унифицирани шкафове и работят заедно. Всеки от тези модули е оборудван с управляващ процесор, зарядно устройство, инвертор и правотоков преобразувател и представлява самостоятелна силова част на UPS.
Нека обясним с прост пример. Ако вземем два източника на непрекъсваемо захранване – моноблочен и модулен – с мощност 40 kVA, то първият ще има един силов модул с мощност 40 kVA, а вторият ще се състои например от четири силови модула с мощност 10 kVA всеки.
Възможности за разширение
При използване на моноблочни UPS с увеличаване на нуждата от електрическо захранване е необходимо паралелно да се свърже още един полноправен блок с идентична мощност. Това е доста сложен процес.
Модулните решения се отличават с по-голяма конструктивна гъвкавост. В този случай към вече функциониращия блок могат да се свържат един или няколко модула. Това е сравнително проста процедура, която може да бъде извършена за кратко време.
Възможности за плавно увеличаване на мощността
Плавното увеличаване на мощността е важно на началния етап от работата на ЦОД. Напълно логично е, че в първите месеци той ще бъде натоварен на 30–40 %. По-практично и икономично е да се използват източници на непрекъсваемо захранване, проектирани точно за тази мощност. Със увеличаването на клиентската база натоварването на ЦОД ще се увеличи, а с него и необходимостта от допълнително електрическо захранване.
Мощността на UPS може удобно да се увеличава поетапно заедно с техническата инфраструктура. При използване на моноблочни източници на непрекъсваемо захранване плавното увеличаване на мощността е невъзможно по принцип. С модулните UPS това се реализира лесно.
Надеждността на UPS
Когато говорим за надеждност, ще боравим с две понятия: средно време за работа до отказ (MTBF) и средно време за възстановяване на системата (MTTR).
MTBF е вероятностна величина. Стойността на средното време за работа до отказ се основава на следния постулат: надеждността на системата намалява с увеличаването на броя на нейните компоненти.
По този параметър предимството е на страната на моноблоковите UPS. Причината е проста: в модулните източници на непрекъсваемо захранване има повече конструктивни елементи и свързващи съединения, всяко от които се разглежда като потенциална точка на отказ. Съответно, теоретично вероятността за отказ тук е по-висока.
Обаче за източниците на непрекъсваемо захранване, използвани в ЦОД, е важно не самият отказ, а колко дълго UPS ще остане неработещ. Този параметър се определя от средното време за възстановяване на системата (MTTR).
Тук предимството вече е на страната на модулните блокове. Те се отличават с ниска стойност на MTTR, тъй като всеки модул може да бъде бързо заменен без прекъсване на електрозахранването. За това е нужно модулът да бъде на склад, а демонтажът и инсталацията да могат да бъдат изпълнени от един специалист. Всъщност за това е необходимо не повече от 30 минути.
С моноблоковите източници на непрекъсваемо захранване ситуацията е значително по-сложна. Ремонтът не може да бъде извършен толкова бързо. За това може да отнеме от няколко часа до няколко дни.
За определяне на отказоустойчивостта на системата може да се използва още един параметър – достъпността или по друг начин работоспособността. Този показател е по-висок, колкото по-дълго е средното време за работа до отказ (MTBF) и колкото по-кратко е средното време за възстановяване на системата (MTTR). Съответната формула изглежда по следния начин:
средна достъпност (работоспособност) =
Приложено към модулните UPS, ситуацията изглежда така: тяхната стойност MTBF е по-ниска от тази на моноблоковите, но в същото време показателят им MTTR е значително по-нисък. В резултат на това работоспособността на модулните източници на непрекъсваемо захранване е по-висока.
Консумация на енергия
Моноблочната система изисква значително по-големи енергийни разходи, тъй като е излишна. Нека да го обясним с примера на схемата на резервиране N+1. N е величината на натоварването, необходимо за работата на оборудването на ЦОД. В нашия случай ще я считаме за равна на 90 кВА. Схемата N+1 означава, че в системата преди отказ остава неактивен 1 резервен елемент.
При използване на моноблочен източник на безперебойно захранване с мощност 90 кВА за реализиране на схемата N+1 ще е необходимо да се използва още един такъв блок. В крайна сметка общата излишност на системата ще възлезе на 90 кВА.
При използване на модулни ИБП с мощност 30 кВА ситуацията е различна. При същото натоварване за реализация на схемата N+1 ще трябва да се добави още един такъв модул. В крайна сметка общата излишност на системата не ще бъде 90 кВА, а само 30 кВА.
Оттук произтича извода: използването на модулни източници на захранване позволява да се намали енергопотреблението на ЦОД като цяло.
Икономика
Ако вземем два източника на безперебойно захранване с еднаква мощност, то моноблочният е по-евтин от модулния. Поради тази причина моноблочните ИБП остават популярни. Все пак увеличаването на изходната мощност ще повиши цената на системата два пъти, тъй като ще трябва да се добави още един такъв блок. Освен това ще се наложи инсталирането на комутационни панели и разпределителни табла, както и прокарването на нови кабелни линии.
При използване на модулни източници на безперебойно захранване, мощността на системата може да се увеличава постепенно. Тоест разходите за закупуването на модули ще бъдат в зависимост от съществуващите нужди от електрическо захранване, без ненужен резерв.
Заключение
Моноблочните източници на безперебойно захранване се отличават с ниска цена, лесна настройка и експлоатация. В същото време те увеличават енергийното потребление на ЦОД и трудно се мащабират. Тези системи са удобни и ефективни там, където се изискват малки мощности и не се предвижда тяхното разширение.
Модулните ИБП се характеризират с лесна мащабируемост, минимално време за възстановяване, висока надеждност и работоспособност. Тези системи са оптимални за увеличаване на мощността на ЦОД до каквито и да е граници с минимални разходи.
Източник: habr.com
