АТ саласының нарығы үздіксіз қуат көздерінің (UPS) ең ірі тұтынушысы болып табылады, ол барлық өндірілген UPS-тің шамамен 75%-ын пайдаланады. UPS жабдығын барлық деректер орталықтарына, соның ішінде кәсіпорын, коммерциялық және аса ірі компанияларға жыл сайынғы жаһандық сату көлемі 3 миллиард долларды құрайды. Сонымен қатар, деректер орталықтарында UPS жабдықтарын сатудың жыл сайынғы өсімі 10%-ға жақындап келеді және бұл шек емес сияқты.
Дата орталықтары үлкейіп барады және бұл өз кезегінде энергетикалық инфрақұрылым үшін жаңа қиындықтар тудырады. Статикалық UPS динамикалық құрылғылардан қаншалықты жоғары және керісінше екендігі туралы ұзақ пікірталастар болғанымен, инженерлердің көпшілігі келісетін нәрсе - қуат неғұрлым жоғары болса, оны өңдеу үшін соғұрлым қолайлы электр машиналары: генераторлар. электр станцияларындағы электр энергиясы.
Барлық динамикалық UPS қозғалтқыш генераторларын пайдаланады, бірақ олар әртүрлі дизайнға ие және әртүрлі мүмкіндіктер мен сипаттамаларға ие. Осы өте кең таралған UPS бірі механикалық қосылған дизельдік қозғалтқышы бар шешім - дизельді айналмалы UPS (DRIBP). Дегенмен, деректер орталығын салудың әлемдік тәжірибесінде нақты бәсекелестік статикалық UPS және басқа динамикалық UPS технологиясы - айналмалы UPS, ол табиғи пішіннің синусоидалы кернеуін және қуат электроникасын шығаратын электр машинасының қосындысы болып табылады. Мұндай айналмалы UPS-терде батареялар немесе маховиктер болуы мүмкін энергияны сақтау құрылғыларымен электрлік байланыс бар.
Басқару технологиясындағы заманауи жетістіктер, сенімділік, тиімділік және қуат тығыздығы, сондай-ақ UPS қуат бірлігінің құнының төмендеуі статикалық UPS үшін ғана емес факторлар болып табылады. Жақында ұсынылған Piller UB-V сериясы лайықты балама болып табылады.
Технология қолайлы болып көрінетін заманауи ірі деректер орталығы үшін UPS жүйесін бағалау және таңдаудың кейбір негізгі критерийлерін әрі қарай қарастырайық.
1. Күрделі шығындар
Статикалық UPS кішігірім UPS жүйелері үшін бір кВт үшін төмен бағаны ұсына алатыны рас, бірақ бұл артықшылық үлкен қуат жүйелеріне келгенде тез буланып кетеді. Статикалық UPS өндірушілері сөзсіз қабылдауға мәжбүр болатын модульдік концепция төмендегі мысалдағыдай өлшемі шағын номиналды қуаттағы, мысалы, өлшемі 1 кВт болатын UPS-тердің үлкен санын параллель қосудың айналасында айналады. Бұл тәсіл берілген жүйенің шығыс қуатының қажетті мәніне қол жеткізуге мүмкіндік береді, бірақ көптеген қайталанатын элементтердің күрделілігіне байланысты айналмалы UPS негізіндегі шешімнің құнымен салыстырғанда 250-20% шығын артықшылығын жоғалтады. Сонымен қатар, модульдердің бұл параллель қосылымының өзінде бір UPS жүйесіндегі бірліктердің санына шектеулер бар, содан кейін параллельді модульдік жүйелердің өзі параллель болуы керек, бұл қосымша тарату құрылғылары мен кабельдер есебінен шешімнің құнын одан әрі арттырады.
Кесте 1. 48 МВт АТ жүктемесі үшін шешімнің мысалы. UB-V моноблоктарының үлкен өлшемдері уақыт пен ақшаны үнемдейді.
2. Сенімділік
Соңғы жылдары деректер орталықтары барған сайын тауарға айналдырылған кәсіпорындарға айналды, ал сенімділік барған сайын әдеттегідей қабылданады. Осыған байланысты бұл келешекте қиындықтарға әкеп соғады ма деген алаңдаушылық бар. Операторлар максималды ақауларға төзімділікке ұмтылатындықтан («9» саны) және статикалық UPS технологиясының кемшіліктерін UPS модульдерін жылдам және жылдам ауыстыру мүмкіндігіне байланысты жөндеуге аз уақыт (MTTR) ең жақсы жеңеді деп болжанады. Бірақ бұл аргумент өзін-өзі жеңуі мүмкін. Модульдер неғұрлым көп болса, істен шығу ықтималдығы соғұрлым жоғары болады және одан да маңыздысы, мұндай ақаулықтың жалпы жүйедегі жүктеменің жоғалу қаупі жоғары болады. Ешқандай апат болмағаны жақсы.
Жабдықтың істен шығу санының қалыпты жұмыс кезінде ақаулар арасындағы уақыт (MTBF) мәніне тәуелділігі суретте көрсетілген. 1 және сәйкес есептеулер.
Күріш. 1. Жабдықтың істен шығу санының МТБФ көрсеткішіне тәуелділігі.
Қалыпты жұмыс кезінде жабдықтың істен шығу ықтималдығы Q(t) қалыпты істен шығу қисығы графигінің (II) бөлімінде Q(t) = e-(λx t) кездейсоқ шамалардың экспоненциалды таралу заңымен өте жақсы сипатталған, мұнда λ = 1/MTBF – қарқындылық ақаулары, ал t – сағатпен жұмыс уақыты. Сәйкесінше, t уақытынан кейін барлық қондырғылардың бастапқы санынан N(0) ақаусыз күйде N(t) қондырғы болады: N(t) = Q(t)*N(0).
Статикалық UPS орташа MTBF 200.000 1.300.000 сағатты құрайды, ал UB-V Piller сериялы айналмалы UPS MTBF 10 36 7 сағатты құрайды. Есептеулер көрсеткендей, 1 жыл бойы жұмыс істегенде статикалық UPS-тердің 86% апатқа ұшырайды, ал айналмалы UPS-тердің тек 240%. UPS жабдығының әртүрлі көлемдерін ескере отырып (2-кесте), бұл 20-нан астам 48 МВт пайдалы АТ жүктемесі бар бір деректер орталығында 10 статикалық UPS модулінің XNUMX істен шығуын және XNUMX Piller айналмалы UPS модулінің XNUMX істен шығуын білдіреді. жұмыс істеген жылдар.
Ресейдегі және дүние жүзіндегі деректер орталықтарында статикалық UPS пайдалану тәжірибесі ашық көздерден қолжетімді ақаулар мен жөндеулер статистикасына негізделген жоғарыда аталған есептеулердің сенімділігін растайды.
Барлық Piller айналмалы UPS құрылғылары, атап айтқанда, UB-V сериялары таза синус толқынын генерациялау үшін электрлік машинаны пайдаланады және қуат конденсаторлары мен IGBT транзисторларын пайдаланбайды, бұл көбінесе барлық статикалық UPS-тердегі ақаулардың себебі болып табылады. Сонымен қатар, статикалық UPS электрмен жабдықтау жүйесінің күрделі бөлігі болып табылады. Күрделілік сенімділікті төмендетеді. UB-V айналмалы UPS құрылғыларында құрамдас бөліктер аз және сенімділікті арттыратын сенімді жүйе дизайны (мотор-генератор) бар.
3. Энергия тиімділігі
Заманауи статикалық UPS-тер бұрынғыларға қарағанда онлайн (немесе «қалыпты» режим) энергия тиімділігін әлдеқайда жақсырақ. Әдетте ең жоғары тиімділік мәндері 96,3%. Жоғарырақ сандар жиі келтіріледі, бірақ бұл статикалық UPS онлайн және балама режимдер (мысалы, ECO режимі) арасында ауысу арқылы жұмыс істегенде ғана қол жеткізуге болады. Дегенмен, баламалы энергияны үнемдеу режимін пайдаланған кезде жүктеме сыртқы желіден ешқандай қорғаныссыз жұмыс істейді. Осы себепті іс жүзінде көп жағдайда деректер орталықтары тек онлайн режимін пайдаланады.
Piller UB-V айналмалы UPS сериялары қалыпты жұмыс кезінде күйін өзгертпейді, сонымен бірге 98% жүктеме деңгейінде 100% тиімділікті және 97% жүктеме деңгейінде 50% тиімділікті қамтамасыз етеді.
Энергия тиімділігінің бұл айырмашылығы жұмыс кезінде электр энергиясын айтарлықтай үнемдеуге мүмкіндік береді (2-кесте).
Кесте 2. 48 МВт АТ жүктемесі бар деректер орталығында энергия шығындарын үнемдеу.
4. Алған кеңістік
Жалпы мақсаттағы статикалық UPS IGBT технологиясына көшумен және трансформаторларды жоюмен айтарлықтай ықшам болды. Дегенмен, осы жағдайды ескере отырып, UB-V сериясының айналмалы UPS құрылғылары қуат бірлігінде алатын кеңістікте 20% немесе одан да көп өсуді қамтамасыз етеді. Алынған кеңістікті үнемдеу энергия орталығының қуатын арттыру үшін де, қосымша серверлерді орналастыру үшін ғимараттың «ақ», пайдалы кеңістігін арттыру үшін де пайдаланылуы мүмкін.
Күріш. 2. Кеңістікті әртүрлі технологиялардың 2 МВт БЭЖ алып жатыр. Масштабтау үшін нақты қондырғылар.
5. Қол жетімділік
Жақсы жобаланған, салынған және басқарылатын деректер орталығының негізгі көрсеткіштерінің бірі оның жоғары төзімділік факторы болып табылады. 100% жұмыс уақыты әрқашан мақсат болғанымен, есептер әлемдегі деректер орталықтарының 30%-дан астамы жылына кемінде бір рет жоспарланбаған үзіліске ұшырайтынын көрсетеді. Олардың көпшілігі адам қателігінен туындайды, бірақ энергетикалық инфрақұрылым да маңызды рөл атқарады. UB-V сериясы моноблокты дизайнда дәлелденген Piller айналмалы UPS технологиясын пайдаланады, оның сенімділігі барлық басқа технологиялардан айтарлықтай жоғары. Сонымен қатар, дұрыс басқарылатын ортасы бар деректер орталықтарындағы UB-V UPS құрылғыларының өзі техникалық қызмет көрсету үшін жыл сайынғы өшіруді қажет етпейді.
6. Икемділік
Көбінесе деректер орталығының АТ жүйелері 3-5 жыл ішінде жаңартылып, жаңартылады. Сондықтан қуат және салқындату инфрақұрылымдары осыған сәйкес келетіндей икемді және болашаққа жеткілікті түрде төзімді болуы керек. Кәдімгі статикалық UPS және UB-V UPS екеуі де әртүрлі жолдармен конфигурациялануы мүмкін.
Дегенмен, соңғысына негізделген шешімдердің ауқымы кеңірек және, жалпы айтқанда, бұл осы мақаланың шеңберінен тыс болғандықтан, 6-30 кВ орташа кернеуде үздіксіз электрмен жабдықтау жүйесін енгізуге мүмкіндік береді. N+1 конфигурациясындағы IV деңгейлі UI деңгейіне сәйкес келетін оқшауланған параллель шинасы (IP автобусы) бар үнемді, жоғары сенімді жүйелерді құру үшін жаңартылатын және баламалы генерация көздері бар желілерде жұмыс істеу.
Қорытынды ретінде бірнеше қорытынды жасауға болады. Дата орталықтары неғұрлым көп дамыған сайын, экономикалық көрсеткіштерді, сенімділік аспектілерін, беделін және қоршаған ортаға әсерін азайтуды бір уақытта бақылау қажет болғанда, оларды оңтайландыру міндеті күрделене түседі. Статикалық UPS деректер орталықтарында қолданылған және болашақта да қолданылады. Дегенмен, электрмен жабдықтау жүйелері саласында «жақсы ескі статикадан» айтарлықтай артықшылығы бар қолданыстағы тәсілдерге балама нұсқалар бар екені даусыз.
Ақпарат көзі: www.habr.com