თანამედროვე სტატიკური და მბრუნავი UPS-ების შედარება. მიაღწია თუ არა სტატიკური UPS-ებმა ლიმიტს?

IT ინდუსტრიის ბაზარი არის უწყვეტი კვების წყაროების (UPS) უმსხვილესი მომხმარებელი, რომელიც იყენებს ყველა წარმოებული UPS-ის დაახლოებით 75%-ს. UPS-ის აღჭურვილობის წლიური გლობალური გაყიდვები ყველა ტიპის მონაცემთა ცენტრებში, მათ შორის საწარმოს, კომერციულ და ულტრა დიდი, არის $3 მილიარდი. ამასთან, მონაცემთა ცენტრებში UPS აღჭურვილობის გაყიდვების წლიური ზრდა 10%-ს უახლოვდება და როგორც ჩანს, ეს არ არის ლიმიტი.

მონაცემთა ცენტრები სულ უფრო ფართოვდება და ეს, თავის მხრივ, ახალ გამოწვევებს უქმნის ენერგეტიკულ ინფრასტრუქტურას. მიუხედავად იმისა, რომ მიმდინარეობს ხანგრძლივი კამათი იმის შესახებ, თუ რამდენად აჭარბებენ სტატიკური UPS-ები დინამიურებს და პირიქით, ერთ რამეზე, რასაც ინჟინრების უმეტესობა თანხმდება, არის ის, რომ რაც უფრო მაღალია სიმძლავრე, მით უფრო შესაფერისია ელექტრო მანქანები მის დასამუშავებლად: გენერატორები გამოიყენება გენერირებისთვის. ელექტროენერგია ელექტროსადგურებში.

ყველა დინამიური UPS იყენებს ძრავის გენერატორებს, მაგრამ ისინი განსხვავებული დიზაინისაა და ნამდვილად აქვთ განსხვავებული მახასიათებლები და მახასიათებლები. ერთ-ერთი ასეთი საკმაოდ გავრცელებული UPS არის გამოსავალი მექანიკურად დაკავშირებული დიზელის ძრავით - დიზელის მბრუნავი UPS (DRIBP). თუმცა, მონაცემთა ცენტრის მშენებლობის მსოფლიო პრაქტიკაში რეალური კონკურენციაა სტატიკური UPS-სა და სხვა დინამიურ UPS ტექნოლოგიას შორის - მბრუნავი UPS, რომელიც წარმოადგენს ელექტრული აპარატის კომბინაციას, რომელიც აწარმოებს ბუნებრივი ფორმის სინუსოიდულ ძაბვას და დენის ელექტრონიკას. ასეთ მბრუნავ UPS-ებს აქვთ ელექტრო კავშირი ენერგიის შესანახ მოწყობილობებთან, რომლებიც შეიძლება იყოს ბატარეები ან მფრინავები.

კონტროლის ტექნოლოგიების თანამედროვე მიღწევები, საიმედოობა, ეფექტურობა და სიმძლავრის სიმკვრივე, ისევე როგორც UPS-ის სიმძლავრის ერთეულის დაბალი ღირებულება, არის ფაქტორები, რომლებიც არ არის უნიკალური სტატიკური UPS-ისთვის. ახლახან წარმოდგენილი Piller UB-V სერია ღირსეული ალტერნატივაა.

მოდით გადავხედოთ რამდენიმე ძირითად კრიტერიუმს თანამედროვე დიდი მონაცემთა ცენტრისთვის UPS სისტემის შეფასებისა და არჩევისთვის, რომლის კონტექსტშიც ტექნოლოგია სასურველია.

1. კაპიტალური ხარჯები

მართალია, სტატიკური UPS-ებს შეუძლიათ შესთავაზონ უფრო დაბალი ფასი კვტ-ზე მცირე UPS სისტემებისთვის, მაგრამ ეს უპირატესობა სწრაფად აორთქლდება, როდესაც საქმე უფრო დიდ ენერგოსისტემებს ეხება. მოდულური კონცეფცია, რომ სტატიკური UPS-ის მწარმოებლები აუცილებლად იძულებულნი არიან მიიღონ, ტრიალებს მცირე ნომინალური სიმძლავრის დიდი რაოდენობის UPS-ების პარალელური კავშირის გარშემო, მაგალითად 1 კვტ ზომის, როგორც ქვემოთ მოცემულ მაგალითში. ეს მიდგომა საშუალებას გაძლევთ მიაღწიოთ მოცემული სისტემის გამომავალი სიმძლავრის საჭირო მნიშვნელობას, მაგრამ მრავალი დუბლირებული ელემენტის სირთულის გამო, ის კარგავს ღირებულების უპირატესობის 250-20%-ს მბრუნავი UPS-ზე დაფუძნებული ხსნარის ღირებულებასთან შედარებით. უფრო მეტიც, მოდულების ამ პარალელურ კავშირსაც კი აქვს შეზღუდვები ერთ UPS სისტემაში ერთეულების რაოდენობაზე, რის შემდეგაც პარალელური მოდულური სისტემები თავად უნდა იყოს პარალელური, რაც კიდევ უფრო ზრდის გადაწყვეტის ღირებულებას დამატებითი სადისტრიბუციო მოწყობილობებისა და კაბელების გამო.

მაგიდა 1. 48 მგვტ IT დატვირთვის ხსნარის მაგალითი. UB-V მონობლოკების უფრო დიდი ზომა დაზოგავს დროსა და ფულს.

2. საიმედოობა

ბოლო წლების განმავლობაში, მონაცემთა ცენტრები სულ უფრო მეტად სასაქონლო საწარმოებად იქცა, ხოლო საიმედოობა სულ უფრო და უფრო მიჩნეულია. ამასთან დაკავშირებით, იზრდება შეშფოთება, რომ ეს მომავალში პრობლემებს გამოიწვევს. ვინაიდან ოპერატორები ცდილობენ შეცდომის მაქსიმალური ტოლერანტობისკენ (რაოდენობა "9") და ვარაუდობენ, რომ სტატიკური UPS ტექნოლოგიის ნაკლოვანებები საუკეთესოდ გადაილახება შეკეთების მცირე დროით (MTTR) UPS მოდულების სწრაფი და ცხელი შეცვლის შესაძლებლობის გამო. მაგრამ ეს არგუმენტი შეიძლება თვითდამამარცხებელი იყოს. რაც უფრო მეტი მოდულია ჩართული, მით უფრო მაღალია მარცხის ალბათობა და, რაც მთავარია, უფრო მაღალია რისკი იმისა, რომ ასეთი გაუმართაობა გამოიწვევს დატვირთვის დაკარგვას მთლიან სისტემაში. ჯობია საერთოდ არ გქონდეს ავარია.

აღჭურვილობის გაუმართაობის რაოდენობის დამოკიდებულების ილუსტრაცია ნორმალური მუშაობის დროს ჩავარდნებს შორის დროის მნიშვნელობაზე (MTBF) ნაჩვენებია ნახ. 1 და შესაბამისი გამოთვლები.

ბრინჯი. 1. ტექნიკის გაუმართაობის რაოდენობის დამოკიდებულება MTBF ინდიკატორზე.

აღჭურვილობის გაუმართაობის ალბათობა Q(t) ნორმალური მუშაობის დროს, ნორმალური უკმარისობის მრუდის გრაფიკის (II) განყოფილებაში, საკმაოდ კარგად არის აღწერილი შემთხვევითი ცვლადების ექსპონენციალური განაწილების კანონით Q(t) = e-(λx t), სადაც λ = 1/MTBF - ინტენსივობის ჩავარდნები და t არის მუშაობის დრო საათებში. შესაბამისად, t დროის შემდეგ იქნება N(t) ინსტალაციები უპრობლემო მდგომარეობაში ყველა ინსტალაციის საწყისი რიცხვიდან N(0): N(t) = Q(t)*N(0).

სტატიკური UPS-ის საშუალო MTBF არის 200.000 საათი, ხოლო UB-V Piller სერიის მბრუნავი UPS-ის MTBF არის 1.300.000 საათი. გამოთვლები აჩვენებს, რომ მუშაობის 10 წლის განმავლობაში სტატიკური UPS-ების 36% განიცდის ავარიას, ხოლო მბრუნავი UPS-ების მხოლოდ 7%. UPS აღჭურვილობის სხვადასხვა მოცულობის გათვალისწინებით (ცხრილი 1), ეს ნიშნავს 86 გაუმართაობას 240 სტატიკური UPS მოდულიდან და 2 გაუმართაობის 20 Piller მბრუნავი UPS მოდულიდან, იმავე მონაცემთა ცენტრში 48 მგვტ სასარგებლო IT დატვირთვით 10-ზე მეტი. მუშაობის წლები.

რუსეთში და მთელ მსოფლიოში მონაცემთა ცენტრებში სტატიკური UPS-ების მუშაობის გამოცდილება ადასტურებს ზემოაღნიშნული გამოთვლების სანდოობას, ღია წყაროებიდან ხელმისაწვდომი ჩავარდნებისა და შეკეთების სტატისტიკის საფუძველზე.

Piller-ის ყველა მბრუნავი UPS, და განსაკუთრებით UB-V სერია, იყენებს ელექტრო მანქანას სუფთა სინუსუსური ტალღის შესაქმნელად და არ იყენებს დენის კონდენსატორებს და IGBT ტრანზისტორებს, რაც ძალიან ხშირად ხდება ყველა სტატიკური UPS-ის გაუმართაობის მიზეზი. უფრო მეტიც, სტატიკური UPS არის ელექტრომომარაგების სისტემის რთული ნაწილი. სირთულე ამცირებს საიმედოობას. UB-V მბრუნავი UPS-ებს აქვთ ნაკლები კომპონენტი და უფრო ძლიერი სისტემის დიზაინი (ძრავის გენერატორი), რაც ზრდის საიმედოობას.

3. ენერგოეფექტურობა

თანამედროვე სტატიკური UPS-ებს აქვთ ბევრად უკეთესი ონლაინ (ან "ნორმალური" რეჟიმის) ენერგოეფექტურობა, ვიდრე მათი წინამორბედები. როგორც წესი, პიკური ეფექტურობის მნიშვნელობებით 96,3%. ხშირად ციტირებულია უფრო მაღალი მაჩვენებლები, მაგრამ ეს მიიღწევა მხოლოდ მაშინ, როდესაც სტატიკური UPS მუშაობს ონლაინ და ალტერნატიულ რეჟიმებს შორის გადართვით (მაგ. ECO რეჟიმი). თუმცა, ენერგიის დაზოგვის ალტერნატიული რეჟიმის გამოყენებისას, დატვირთვა მუშაობს გარე ქსელიდან ყოველგვარი დაცვის გარეშე. ამ მიზეზით, პრაქტიკაში, უმეტეს შემთხვევაში, მონაცემთა ცენტრები იყენებენ მხოლოდ ონლაინ რეჟიმში.

მბრუნავი UPS-ების Piller UB-V სერიის არ იცვლის მდგომარეობას ნორმალური მუშაობის დროს, ხოლო აწვდის 98%-მდე ეფექტურობას ონლაინ რეჟიმში 100% დატვირთვის დონეზე და 97% ეფექტურობას 50% დატვირთვის დონეზე.

ენერგოეფექტურობის ეს განსხვავება საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ მნიშვნელოვანი დანაზოგი ელექტროენერგიაზე მუშაობის დროს (ცხრილი 2).

მაგიდა 2. ენერგიის ხარჯების დაზოგვა მონაცემთა ცენტრში 48 მეგავატი IT დატვირთვით.

4. ოკუპირებული სივრცე

ზოგადი დანიშნულების სტატიკური UPS-ები მნიშვნელოვნად უფრო კომპაქტური გახდა IGBT ტექნოლოგიაზე გადასვლისა და ტრანსფორმატორების აღმოფხვრის გამო. თუმცა, ამ გარემოების გათვალისწინებითაც კი, UB-V სერიის მბრუნავი UPS-ები უზრუნველყოფენ 20% ან მეტ მოგებას სიმძლავრის ერთეულზე დაკავებული სივრცის თვალსაზრისით. შედეგად მიღებული სივრცის დაზოგვა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ენერგეტიკული ცენტრის სიმძლავრის გასაზრდელად, ასევე შენობის "თეთრი", სასარგებლო სივრცის გასაზრდელად დამატებითი სერვერების განსათავსებლად.

ბრინჯი. 2. სივრცე, რომელსაც იკავებს სხვადასხვა ტექნოლოგიების 2 მგვტ UPS. რეალური ინსტალაციები მასშტაბით.

5. ხელმისაწვდომობა

კარგად შემუშავებული, აშენებული და მოქმედი მონაცემთა ცენტრის ერთ-ერთი მთავარი ინდიკატორია მისი მაღალი გამძლეობის ფაქტორი. მიუხედავად იმისა, რომ 100% მუშაობის დრო ყოველთვის მიზანია, ანგარიშები მიუთითებს, რომ მსოფლიოს მონაცემთა ცენტრების 30%-ზე მეტი წელიწადში ერთხელ მაინც განიცდის დაუგეგმავ გათიშვას. ბევრი მათგანი გამოწვეულია ადამიანური შეცდომით, მაგრამ ენერგეტიკული ინფრასტრუქტურა ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. UB-V სერია იყენებს დადასტურებულ Piller მბრუნავ UPS ტექნოლოგიას მონობლოკის დიზაინში, რომლის საიმედოობა მნიშვნელოვნად აღემატება ყველა სხვა ტექნოლოგიას. უფრო მეტიც, თავად UB-V UPS-ები მონაცემთა ცენტრებში სათანადო კონტროლირებადი გარემოთი არ საჭიროებს ყოველწლიურ გამორთვას ტექნიკური მომსახურებისთვის.

6. მოქნილობა

ხშირად, მონაცემთა ცენტრის IT სისტემები განახლდება და მოდერნიზებულია 3-5 წლის განმავლობაში. ამიტომ, ელექტროენერგიის და გაგრილების ინფრასტრუქტურა უნდა იყოს საკმარისად მოქნილი, რომ მოერგოს ამას და იყოს საკმარისად გამძლე სამომავლოდ. როგორც ჩვეულებრივი სტატიკური UPS, ასევე UB-V UPS შეიძლება კონფიგურირებული იყოს სხვადასხვა გზით.

თუმცა, ამ უკანასკნელზე დაფუძნებული გადაწყვეტილებების დიაპაზონი უფრო ფართოა და, ზოგადად რომ ვთქვათ, რადგან ეს სცილდება ამ სტატიის ფარგლებს, შესაძლებელს ხდის უწყვეტი ელექტრომომარაგების სისტემების დანერგვას საშუალო ძაბვის ძაბვაზე 6-30 კვ. მუშაობა განახლებადი და ალტერნატიული გამომუშავების წყაროებით ქსელებზე, იზოლირებული პარალელური ავტობუსით (IP Bus), რომელიც შეესაბამება IV დონის UI დონეს N+1 კონფიგურაციაში, ეკონომიურად ეფექტური, მაღალი სანდო სისტემების შესაქმნელად.

დასკვნის სახით შეიძლება რამდენიმე დასკვნის გაკეთება. რაც უფრო მეტი მონაცემთა ცენტრები ვითარდება, მით უფრო რთული ხდება მათი ოპტიმიზაციის ამოცანა, როდესაც აუცილებელია ეკონომიკური ინდიკატორების, სანდოობის, რეპუტაციის ასპექტების და გარემოზე ზემოქმედების მინიმიზაციის ერთდროულად კონტროლი. სტატიკური UPS-ები გამოიყენებოდა და მომავალშიც იქნება გამოყენებული მონაცემთა ცენტრებში. თუმცა, ასევე უდაოა, რომ არსებობს ელექტრომომარაგების სისტემების სფეროში არსებული მიდგომების ალტერნატივები, რომლებსაც აქვთ მნიშვნელოვანი უპირატესობა „ძველ კარგ სტატიკასთან“.

წყარო: www.habr.com