U mercatu di l'industria di l'IT hè u più grande cunsumadore di forniture di energia ininterrotta (UPS), utilizendu circa 75% di tutti l'UPS fabbricati. A vendita globale annuale di l'equipaggiu UPS à tutti i tipi di centri di dati, cumprese l'imprese, cummerciale è ultra-grande, sò $ 3 miliardi. À u listessu tempu, l'aumentu annuale di a vendita di l'equipaggiu UPS in i centri di dati hè vicinu à 10% è pare chì questu ùn hè micca u limitu.
I centri di dati diventanu sempre più grande è questu, à u turnu, crea novi sfide per l'infrastruttura energetica. Mentre chì ci hè un longu dibattitu annantu à quantu l'UPS statici sò superiori à quelli dinamichi è viceversa, una cosa chì a maiò parte di l'ingegneri accunsenu hè chì u più altu hè a putenza, e macchine elettriche più adatte sò per trattà: i generatori sò usati per generà. energia elettrica in e centrali elettriche.
Tutti i UPS dinamichi utilizanu generatori di mutore, ma sò di disinni diffirenti è anu definitu caratteristiche è caratteristiche diverse. Unu di questi UPS abbastanza cumuni hè una suluzione cù un mutore diesel cunnessu meccanicamente - un UPS rotativu diesel (DRIBP). In ogni casu, in a pratica mundiale di a custruzzione di u centru di dati, a cuncurrenza vera hè trà UPS staticu è una altra tecnulugia UPS dinamica - UPS rotativu, chì hè una cumminazione di una macchina elettrica chì pruduce una tensione sinusoidale di forma naturali è elettronica di putenza. Tali UPS rotatori anu una cunnessione elettrica cù i dispositi di almacenamento d'energia, chì ponu esse batterie o volanti.
L'avanzati muderni in a tecnulugia di cuntrollu, affidabilità, efficienza è densità di putenza, è ancu u costu unitario più bassu di a putenza UPS, sò fattori chì ùn sò micca unichi di UPS staticu. A serie Piller UB-V presentata recentemente hè una alternativa degna.
Fighjemu un pocu di i criterii chjave per valutà è selezziunà un sistema UPS per un centru di dati mudernu grande in u cuntestu di quale a tecnulugia pare preferibile.
1. Costi di capitale
Hè veru chì i UPS statici ponu offre un prezzu più bassu per kW per i sistemi UPS più chjuchi, ma quellu vantaghju si evapora rapidamente quandu si tratta di sistemi di putere più grande. U cuncettu modulare chì i fabricatori di UPS statici sò inevitabbilmente furzati à aduttà gira intornu à a cunnessione parallela di un gran numaru di UPS di pocu putenza nominale, per esempiu 1 kW in grandezza cum'è in l'esempiu sottu. Stu approcciu vi permette di ottene u valore necessariu di una putenza di output di u sistema, ma per via di a cumplessità di parechji elementi duplicati, perde 250-20% di u vantaghju di u costu cumparatu cù u costu di una suluzione basata in UPS rotatori. Inoltre, ancu sta cunnessione parallela di moduli hà limitazioni nantu à u nùmeru di unità in un sistema UPS, dopu chì i sistemi modulari paralleli stessi devenu esse paralleli, chì aumentanu ancu u costu di a suluzione per via di dispusitivi di distribuzione supplementari è cables.
Table 1. Esempiu di suluzione per una carica IT di 48 MW. A dimensione più grande di i monoblocchi UB-V risparmia tempu è soldi.
2. Reliability
In l'ultimi anni, i centri di dati sò diventati imprese sempre più commoditized, mentri l'affidabilità hè sempre più presa per scontate. In questu sensu, ci sò crescente preoccupazioni chì questu portarà à prublemi in u futuru. Cum'è l'operatori strive per a tolleranza massima di difetti (numaru di "9") è si assume chì i difetti di a tecnulugia UPS statica sò megliu superati da u tempu di riparà (MTTR) per via di a capacità di scambià rapidamente i moduli UPS. Ma stu argumentu pò esse auto-sconfigge. Quantu più moduli implicati, più altu hè a probabilità di fallimentu è, più impurtante, u più altu u risicu chì un tali fallimentu risulterà in a perdita di carica in u sistema generale. Hè megliu ùn avè micca crash in tuttu.
Una illustrazione di a dependenza di u numeru di fallimenti di l'equipaggiu nantu à u valore di u tempu trà fallimenti (MTBF) durante u funziunamentu normale hè mostratu in Fig. 1 è calculi currispundenti.
Risu. 1. Dipendenza di u numeru di fallimenti di l'equipaggiu nantu à l'indicatore MTBF.
La probabilité de défaillance de l'équipement Q(t) pendant le fonctionnement normal, dans la section (II) du graphique de la courbe de défaillance normale, est assez bien décrite par la loi de distribution exponentielle des variables aléatoires Q(t) = e-(λx t), où λ = 1/MTBF - défaillances d'intensité, et t est le temps de fonctionnement en heures. Dunque, dopu à u tempu t, ci saranu N(t) installazioni in un statu senza prublemi da u numeru iniziale di tutte e stallazioni N(0): N(t) = Q(t)*N(0).
U MTBF mediu di l'UPS statici hè di 200.000 ore, è l'MTBF di l'UPS rotanti di a serie UB-V Piller hè di 1.300.000 ore. I calculi dimustranu chì più di 10 anni di funziunamentu, u 36% di l'UPS statici anu un accidentu, è solu u 7% di i UPS rotativi. In cunsiderà e diverse quantità di l'equipaggiu UPS (Tabella 1), questu significa 86 fallimenti di 240 moduli UPS statici è 2 fallimenti di 20 moduli UPS rotativi Piller, in u stessu centru di dati cù una carica IT utile di 48 MW sopra 10. anni di funziunamentu.
L'esperienza in l'operazione di UPS statici in i centri di dati in Russia è in u mondu cunfirma l'affidabilità di i calculi sopra, basatu annantu à statistiche di fallimenti è riparazioni dispunibili da fonti aperti.
Tutti i UPS rotativi Piller, è in particulare a serie UB-V, utilizanu una macchina elettrica per generà una onda sinusoidale pura è ùn utilizate micca capacitori di putenza è transistor IGBT, chì sò assai spessu a causa di fallimenti in tutti i UPS statici. Inoltre, un UPS staticu hè una parte cumplessa di u sistema di alimentazione. A cumplessità riduce l'affidabilità. I UPS rotativi UB-V anu menu cumpunenti è un disignu di sistema più robustu (generatore di motore), chì aumenta l'affidabilità.
3. Efficienza energetica
I UPS statici muderni anu assai megliu in linea (o modalità "normale") efficienza energetica cà i so predecessori. Tipicamente cù valori di efficienza massima di 96,3%. Cifre più elevate sò spessu citate, ma questu hè ottenibile solu quandu l'UPS staticu opera cunvertisce trà modi in linea è modi alternativi (per esempiu, ECO-mode). Tuttavia, quandu si usa u modu alternativu di risparmiu energeticu, a carica opera da a reta esterna senza prutezzione. Per quessa, in pratica, in a maiò parte di i casi, i centri di dati utilizanu solu u modu in linea.
A serie di UPS rotativi Piller UB-V ùn cambia micca u statu durante u funziunamentu normale, mentre furnisce un'efficienza di 98% in linea à u livellu di carica di 100% è l'efficienza di 97% à u livellu di carica di 50%.
Sta diferenza in l'efficienza energetica permette di ottene un risparmiu significativu di l'electricità durante l'operazione (Table 2).
Table 2. Salvà i costi di energia in un centru di dati cù 48 MW di carica IT.
4. Spaziu occupatu
I sistemi UPS statichi di usu generale sò diventati significativamente più compatti cù a transizione à a tecnulugia IGBT è l'eliminazione di i trasformatori. Tuttavia, ancu tenendu contu di questu, i sistemi UPS rotativi di a serie UB-V offrenu una riduzione di u 20% o più di u spaziu per unità di putenza. U risparmiu di spaziu risultante pò esse adupratu sia per aumentà a capacità di u centru di putenza sia per aumentà u spaziu "biancu" utilizabile di l'edifiziu per apparecchiature supplementari. servitori.
Risu. 2. Spaziu occupatu da 2 MW UPS di diverse tecnulugia. Veri installazioni à scala.
5. Disponibilità
Unu di l'indicatori chjave di un centru di dati ben cuncipitu, custruitu è operatu hè u so altu tassu di tolleranza à i guasti. Mentre chì u 100% di uptime hè sempre l'ubbiettivu, i rapporti indicanu chì più di u 30% centri di dati In u mondu sanu, almenu una interruzzione imprevista si verifica ogni annu. Parechje di queste sò causate da errori umani, ma l'infrastruttura elettrica ghjoca ancu un rolu significativu. A serie UB-V utilizza a tecnulugia UPS rotativa pruvata di Piller in un design à bloccu unicu, chì offre una affidabilità significativamente più alta cà altre tecnulugie. Inoltre, i sistemi UPS UB-V in centri di dati cuntrullati currettamente ùn necessitanu micca interruzioni di manutenzione annuali.
6. Flessibilità
Spessu, i sistemi IT di u centru di dati sò aghjurnati è mudernizzati in 3-5 anni. Per quessa, l'infrastrutture di putenza è di rinfrescante deve esse abbastanza flessibili per accoglie questu è esse abbastanza à prova di futuru. Sia l'UPS statici convenzionali sia l'UPS UB-V ponu esse cunfigurati in diversi modi.
Tuttavia, a gamma di suluzioni basati nantu à l'ultime hè più larga, è, in generale parlante, postu chì questu hè fora di u scopu di stu articulu, permette di implementà sistemi di alimentazione ininterrotta à una tensione media di 6-30 kV, per travaglià nantu à e rete cù fonti di generazione rinnuvevuli è alternative, per custruisce sistemi rentabili, altamente affidabili cù un bus parallelu isolatu (Bus IP), currispundenti à u livellu UI Tier IV in una cunfigurazione N + 1.
Cum'è una cunclusione, parechji cunclusioni ponu esse tirati. U più centri di dati sviluppanu, u più cumplessu u compitu di ottimisazione diventa, quandu hè necessariu di cuntrullà simultaneamente indicatori ecunomichi, aspetti di affidabilità, reputazione è minimizà l'impattu ambientale. UPS statici sò stati è seranu usati in u futuru in i centri di dati. In ogni casu, hè ancu innegabile chì ci sò alternattivi à l'approcciu esistenti in u campu di i sistemi di supply supply chì anu vantaghji significativi nantu à a "bona vecchia statica".
Source: www.habr.com
