Ժամանակակից ստատիկ և պտտվող UPS-ների համեմատություն: Ստատիկ UPS-ը հասե՞լ է իր սահմանաչափին:

ՏՏ ոլորտի շուկան անխափան սնուցման աղբյուրների (UPS) ամենամեծ սպառողն է, որն օգտագործում է արտադրված բոլոր UPS-ների մոտավորապես 75%-ը: UPS սարքավորումների տարեկան համաշխարհային վաճառքը բոլոր տեսակի տվյալների կենտրոններում, ներառյալ կորպորատիվ, առևտրային և ծայրահեղ խոշոր, կազմում է 3 միլիարդ դոլար: Միևնույն ժամանակ տվյալների կենտրոններում UPS սարքավորումների վաճառքի տարեկան աճը մոտենում է 10%-ի և թվում է, որ դա սահմանը չէ։

Տվյալների կենտրոններն ավելի ու ավելի են մեծանում, և դա իր հերթին նոր մարտահրավերներ է ստեղծում էներգետիկ ենթակառուցվածքների համար: Թեև երկար բանավեճ կա այն մասին, թե որտեղ են ստատիկ UPS-ները գերազանցում դինամիկ UPS-ներին և հակառակը, կա մի բան, որի շուրջ ինժեներների մեծամասնությունը կհամաձայնի, որ որքան մեծ է հզորությունը, այնքան ավելի հարմար են էլեկտրական մեքենաները դրա հետ աշխատելու համար. գեներատորներ: էլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։

Բոլոր դինամիկ UPS-ներն օգտագործում են շարժիչային գեներատորներ, սակայն դրանք տարբեր դիզայնի են և, իհարկե, տարբերվում են առանձնահատկություններով և կատարողականությամբ: Նման բավականին տարածված UPS-ը մեխանիկորեն միացված դիզելային շարժիչի լուծումն է՝ դիզելային պտտվող UPS-ը (DRIBP): Այնուամենայնիվ, տվյալների կենտրոնների կառուցման համաշխարհային պրակտիկայում իրական մրցակցությունը ստատիկ UPS-ի և մեկ այլ դինամիկ UPS տեխնոլոգիայի՝ պտտվող UPS-ի միջև է, որը էլեկտրական մեքենայի համադրություն է, որն առաջացնում է բնական ձևի սինուսոիդային լարում և ուժային էլեկտրոնիկա: Նման պտտվող UPS-ները էլեկտրականորեն միացված են էներգիայի պահեստավորման սարքերին, որոնք կարող են լինել կամ մարտկոցներ կամ թռչող անիվներ:

Ժամանակակից առաջընթացը կառավարման տեխնոլոգիայի, հուսալիության, արդյունավետության և հզորության խտության, ինչպես նաև UPS-ի էներգիայի միավորի արժեքի կրճատման գործոններն են, որոնք եզակի չեն ստատիկ UPS-ների համար: Վերջերս ներկայացված Piller UB-V շարքը արժանի այլընտրանք է:

Եկեք դիտարկենք ժամանակակից մեծ տվյալների կենտրոնի համար UPS համակարգի գնահատման և ընտրության հիմնական չափանիշներից մի քանիսը, որոնց համատեքստում տեխնոլոգիան, ըստ երևույթին, նախընտրելի է:

1. Կապիտալ ծախսեր

Ճիշտ է, ստատիկ UPS-ները կարող են մեկ կՎտ-ի համար ավելի ցածր գին առաջարկել փոքր UPS համակարգերի համար, սակայն այդ առավելությունը արագորեն գոլորշիանում է, երբ խոսքը վերաբերում է բարձր էներգիայի համակարգերին: Մոդուլային հայեցակարգը, որը ստատիկ UPS արտադրողներն անխուսափելիորեն պետք է ընդունեն, պտտվում է մեծ թվով ցածր հզորության UPS-ների զուգահեռության շուրջ, ինչպիսին է ստորև բերված օրինակում ներկայացված 1 կՎտ չափը: Այս մոտեցումը թույլ է տալիս հասնել համակարգի պահանջվող ելքային հզորությանը, սակայն բազմաթիվ ավելորդ տարրերի բարդության պատճառով կորցնում է 250-20% ծախսային առավելությունը՝ համեմատած պտտվող UPS-ների վրա հիմնված լուծույթի արժեքի հետ: Ավելին, նույնիսկ մոդուլների այս զուգահեռ միացումը սահմանափակումներ ունի մեկ UPS համակարգում միավորների քանակի վրա, որից հետո զուգահեռ մոդուլային համակարգերն իրենք պետք է զուգահեռ լինեն, ինչը լրացուցիչ մեծացնում է լուծման արժեքը լրացուցիչ անջատիչների և մալուխների շնորհիվ:

Ներդիր 1. Լուծման օրինակ 48 ՄՎտ ՏՏ բեռի համար: UB-V մոնոբլոկների ավելի մեծ չափերը խնայում են ժամանակ և գումար:

2. Հուսալիություն

Վերջին տարիներին տվյալների կենտրոնները դառնում են ավելի ու ավելի ապրանքային ձեռնարկություններ, մինչդեռ հուսալիությունն ավելի ու ավելի է ընկալվում որպես տրված: Այս առումով մեծանում են մտավախությունները, որ դա ապագայում կբերի խնդիրների։ Քանի որ օպերատորները նպատակ ունեն ստանալ անսարքության հանդուրժողականության ամենաբարձր վարկանիշը (թիվը 9), և ենթադրվում է, որ ստատիկ UPS տեխնոլոգիայի թերությունները լավագույնս հաղթահարվում են վերանորոգման կարճ ժամանակով (MTTR)՝ UPS մոդուլները արագ և տաք փոխանակելու ունակությամբ: Բայց այս փաստարկը կարող է ինքնակործանարար լինել։ Որքան շատ մոդուլներ ներգրավվեն, այնքան մեծ է ձախողման հավանականությունը և, որ ավելի կարևոր է, այնքան մեծ է ռիսկը, որ նման խափանումը կհանգեցնի բեռի կորստի ընդհանուր համակարգում: Ավելի լավ է ընդհանրապես վթարներ չլինեն:

Սարքավորման խափանումների քանակի կախվածության նկարազարդումը նորմալ շահագործման ընթացքում խափանումների միջև ընկած ժամանակի արժեքից (MTBF) ներկայացված է նկ. 1 և համապատասխան հաշվարկները:

Բրինձ. 1. Սարքավորումների խափանումների քանակի կախվածությունը MTBF ինդեքսից:

Սարքավորման խափանման հավանականությունը Q(t) նորմալ շահագործման ժամանակ, նորմալ խափանման կորի գրաֆիկի բաժնում (II) բավականին լավ նկարագրված է պատահական փոփոխականների բաշխման էքսպոնենցիալ օրենքով Q(t) = e-(λx t. ), որտեղ λ = 1/MTBF-ը խափանումների ինտենսիվությունն է, իսկ t-ը գործառնական ժամանակն է ժամերով: Համապատասխանաբար, t անխափան վիճակում գտնվող ժամանակից հետո կլինեն N(t) տեղադրումներ բոլոր կայանքների սկզբնական թվից N(0). N(t) = Q(t)*N(0):

Ստատիկ UPS-ների միջին MTBF-ը 200.000 ժամ է, մինչդեռ UB-V Piller շարքի պտտվող UPS-ների MTBF-ը 1.300.000 ժամ է: Հաշվարկը ցույց է տալիս, որ 10 տարվա շահագործման ընթացքում ստատիկ UPS-ների 36%-ը վթարի է ենթարկվելու, իսկ պտտվող UPS-ների միայն 7%-ը: Հաշվի առնելով UPS սարքավորումների տարբեր քանակությունը (Աղյուսակ 1), սա նշանակում է 86 խափանում 240 ստատիկ UPS մոդուլներից և 2 խափանում 20 Piller պտտվող UPS-ներից, նույն տվյալների կենտրոնում 48 ՄՎտ ՏՏ ծանրաբեռնվածությամբ 10 տարվա ընթացքում:

Ռուսաստանում և աշխարհում տվյալների կենտրոններում ստատիկ UPS-ների շահագործման փորձը հաստատում է վերը նշված հաշվարկների հուսալիությունը՝ հիմնված բաց աղբյուրներից հասանելի խափանումների և վերանորոգման վիճակագրության վրա:

Բոլոր Piller պտտվող UPS-ները, և մասնավորապես UB-V շարքը, օգտագործում են էլեկտրական մեքենա՝ մաքուր սինուսային ալիք ստեղծելու համար և չեն օգտագործում ուժային կոնդենսատորներ և IGBT տրանզիստորներ, որոնք շատ հաճախ բոլոր ստատիկ UPS-ների խափանումների պատճառն են: Ավելին, ստատիկ UPS-ը էլեկտրամատակարարման համակարգի բարդ մասն է: Բարդությունը նվազեցնում է հուսալիությունը: UB-V պտտվող UPS-ներն ունեն ավելի քիչ բաղադրիչներ և ավելի ամուր համակարգի դիզայն (շարժիչ-գեներատոր)՝ բարելավված հուսալիության համար:

3. Էներգաարդյունավետություն

Ժամանակակից ստատիկ UPS-ներն ունեն շատ ավելի լավ առցանց (կամ «նորմալ» ռեժիմ) էներգաարդյունավետություն, քան իրենց նախորդները: Որպես կանոն, գագաթնակետային արդյունավետության արժեքներով 96,3% մակարդակում: Հաճախ տրվում են ավելի բարձր թվեր, բայց դա հնարավոր է միայն այն դեպքում, երբ ստատիկ UPS-ն աշխատում է՝ անցնելով առցանց և այլընտրանքային ռեժիմների միջև (օրինակ՝ ԷԿՕ ռեժիմ): Այնուամենայնիվ, այլընտրանքային էներգախնայողության ռեժիմն օգտագործելիս բեռը շահագործվում է արտաքին ցանցից՝ առանց որևէ պաշտպանության: Այդ իսկ պատճառով տվյալների կենտրոններում գործնականում շատ դեպքերում օգտագործվում է միայն առցանց ռեժիմ:

Piller UB-V շարքի պտտվող UPS-ները չեն փոխում վիճակը նորմալ շահագործման ընթացքում՝ միաժամանակ ապահովելով մինչև 98% արդյունավետություն առցանց 100% բեռի դեպքում և 97% 50% բեռի դեպքում:

Էներգաարդյունավետության այս տարբերությունը թույլ է տալիս շահագործման ընթացքում էլեկտրաէներգիայի զգալի խնայողություններ ստանալ (Աղյուսակ 2):

Ներդիր 2. Էներգիայի ծախսերի խնայողություն տվյալների կենտրոնում 48 ՄՎտ ՏՏ բեռ:

4. Զբաղված տարածք

Ընդհանուր նշանակության ստատիկ UPS-ները զգալիորեն ավելի կոմպակտ են դարձել՝ անցնելով IGBT տեխնոլոգիային և տրանսֆորմատորների վերացմանը: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ հաշվի առնելով այս հանգամանքը, UB-V սերիայի պտտվող UPS-ները տալիս են 20% կամ ավելի շահույթ մեկ միավորի համար զբաղեցրած տարածության առումով: Ստացված տարածքի խնայողությունը կարող է օգտագործվել ինչպես էներգետիկ կենտրոնի հզորությունը բարձրացնելու, այնպես էլ շենքի «սպիտակ», օգտակար տարածքը լրացուցիչ սերվերներ տեղավորելու համար:

Բրինձ. 2. Տարբեր տեխնոլոգիաների 2 ՄՎտ հզորությամբ UPS-ով զբաղեցրած տարածք։ Իրական տեղակայումներ մասշտաբով:

5. Հասանելիություն

Լավ նախագծված, կառուցված և շահագործվող տվյալների կենտրոնի հիմնական ցուցիչներից մեկը սխալների հանդուրժողականության բարձր գործակիցն է: Թեև 100% գործարկման ժամանակը միշտ էլ նպատակն է, զեկույցները ցույց են տալիս, որ աշխարհի տվյալների կենտրոնների ավելի քան 30% -ը տարեկան առնվազն մեկ չպլանավորված անջատում է ունենում: Դրանցից շատերը պայմանավորված են մարդկային սխալներով, սակայն էներգետիկ ենթակառուցվածքները նույնպես կարևոր դեր են խաղում: UB-V շարքը օգտագործում է տարիներ շարունակ ապացուցված Piller monobloc պտտվող UPS տեխնոլոգիա, որը հուսալիությամբ շատ ավելի բարձր է ցանկացած այլ տեխնոլոգիայից: Ավելին, UB-V UPS-ն ինքնին տվյալների կենտրոններում՝ պատշաճ վերահսկվող միջավայրում, կարիք չունի ամեն տարի անջատվելու՝ սպասարկման համար:

6. ճկունություն

Հաճախ տվյալների կենտրոնների ՏՏ համակարգերը թարմացվում և արդիականացվում են 3-5 տարվա ընթացքում: Հետևաբար, էլեկտրաէներգիայի և հովացման ենթակառուցվածքները պետք է բավականաչափ ճկուն լինեն դրան բավարարելու համար և ունենան բավարար ապագա հեռանկարներ: Ե՛վ սովորական ստատիկ UPS-ը, և՛ UB-V UPS-ը կարող են կազմաձևվել տարբեր ձևերով:

Այնուամենայնիվ, վերջինիս վրա հիմնված լուծումների բաղադրությունը ավելի լայն է, և, ընդհանուր առմամբ, քանի որ դա դուրս է սույն հոդվածի շրջանակներից, այն հնարավորություն է տալիս ներդնել անխափան սնուցման համակարգեր 6-30 կՎ միջին լարման վրա, աշխատել: Վերականգնվող և այլընտրանքային արտադրության աղբյուրներ ունեցող ցանցերում՝ ծախսարդյունավետ, գերհուսալի, IV մակարդակի UI-ին համապատասխան IP Bus համակարգեր կառուցելու համար N+1 կոնֆիգուրացիայով:

Որպես եզրակացություն՝ կարելի է մի քանի եզրահանգումներ անել. Որքան շատ են տվյալների կենտրոնները զարգանում, այնքան ավելի դժվար է դառնում դրանց օպտիմալացման խնդիրը, երբ անհրաժեշտ է միաժամանակ վերահսկել տնտեսական ցուցանիշները, հուսալիության ասպեկտները, հեղինակությունը և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության նվազագույնի հասցնելը: Ստատիկ UPS-ները օգտագործվել են և հետագայում կօգտագործվեն տվյալների կենտրոններում: Այնուամենայնիվ, անհերքելի է նաև այն, որ էլեկտրամատակարարման համակարգերի ոլորտում գոյություն ունեցող մոտեցումներին կան այլընտրանքներ, որոնք զգալի առավելություններ ունեն «հին լավ ստատիկների» նկատմամբ:

Source: www.habr.com