ProHoster > Blogs > Administrācija > MÅ«sdienu statisko un rotējoÅ”o UPS salÄ«dzinājums. Vai statiskie UPS ir sasnieguÅ”i savu ierobežojumu?

MÅ«sdienu statisko un rotējoÅ”o UPS salÄ«dzinājums. Vai statiskie UPS ir sasnieguÅ”i savu ierobežojumu?

IT nozares tirgus ir lielākais nepārtrauktās baroÅ”anas avotu (UPS) patērētājs, izmantojot aptuveni 75% no visiem saražotajiem UPS. Ikgadējais UPS aprÄ«kojuma pārdoÅ”anas apjoms visā pasaulē visu veidu datu centriem, tostarp uzņēmumiem, komerciāliem un Ä«paÅ”i lieliem, ir 3 miljardi USD. Tajā paŔā laikā ikgadējais UPS iekārtu pārdoÅ”anas pieaugums datu centros tuvojas 10% un Ŕķiet, ka tas nav ierobežojums.

Datu centri kļūst arvien lielāki, un tas savukārt rada jaunus izaicinājumus enerģētikas infrastruktÅ«rai. Lai gan notiek ilgstoÅ”as ā€‹ā€‹debates par to, cik statiskie UPS ir pārāki par dinamiskajiem un otrādi, lielākā daļa inženieru piekritÄ«s, ka jo lielāka jauda, ā€‹ā€‹jo labāk ar to rÄ«koties ir piemērotas elektriskās maŔīnas: Ä£enerÄ“Å”anai izmanto Ä£eneratorus. elektroenerÄ£ija elektrostacijās.

Visi dinamiskie UPS izmanto motoru Ä£eneratorus, taču tiem ir dažāda konstrukcija un noteikti ir atŔķirÄ«gas Ä«paŔības un Ä«paŔības. Viens no Å”iem diezgan izplatÄ«tajiem UPS ir risinājums ar mehāniski savienotu dÄ«zeļdzinēju - dÄ«zeļa rotācijas UPS (DRIBP). Taču pasaules praksē datu centru bÅ«vniecÄ«bā reāla konkurence ir starp statisko UPS un citu dinamisko UPS tehnoloÄ£iju - rotējoÅ”o UPS, kas ir dabiskas formas sinusoidālu spriegumu veidojoÅ”as elektriskās maŔīnas un jaudas elektronikas kombinācija. Šādiem rotējoÅ”iem UPS ir elektriskais savienojums ar enerÄ£ijas uzkrāŔanas ierÄ«cēm, kas var bÅ«t gan akumulatori, gan spararati.

Mūsdienu vadības tehnoloģiju sasniegumi, uzticamība, efektivitāte un jaudas blīvums, kā arī zemākas UPS jaudas vienības izmaksas ir faktori, kas nav raksturīgi tikai statiskajam UPS. Nesen ieviestā Piller UB-V sērija ir cienīga alternatīva.

SÄ«kāk apskatÄ«sim dažus galvenos kritērijus UPS sistēmas novērtÄ“Å”anai un izvēlei modernam lielam datu centram, kura kontekstā tehnoloÄ£ija Ŕķiet vēlama.

1. Kapitāla izmaksas

Tā ir taisnÄ«ba, ka statiskie UPS var piedāvāt zemāku cenu par kW mazākām UPS sistēmām, taču Ŕī priekÅ”rocÄ«ba ātri izzÅ«d, kad runa ir par lielākām energosistēmām. Moduļu koncepcija, ko statisko UPS ražotāji ir neizbēgami spiesti pieņemt, ir saistÄ«ta ar paralēlu savienojumu lielam skaitam UPS ar mazu nominālo jaudu, piemēram, 1 kW, kā parādÄ«ts tālāk esoÅ”ajā piemērā. Å Ä« pieeja ļauj sasniegt nepiecieÅ”amo sistēmas izejas jaudas vērtÄ«bu, taču daudzu dublēto elementu sarežģītÄ«bas dēļ tā zaudē 250-20% no izmaksu priekÅ”rocÄ«bām, salÄ«dzinot ar risinājuma izmaksām, kuru pamatā ir rotācijas UPS. Turklāt pat Å”im paralēlajam moduļu savienojumam ir ierobežojumi vienÄ«bu skaitam vienā UPS sistēmā, pēc tam paŔām paralēlajām moduļu sistēmām jābÅ«t paralēlām, kas vēl vairāk sadārdzina risinājuma izmaksas papildu sadales ierīču un kabeļu dēļ.

MÅ«sdienu statisko un rotējoÅ”o UPS salÄ«dzinājums. Vai statiskie UPS ir sasnieguÅ”i savu ierobežojumu?

Tabula 1. Risinājuma piemērs IT slodzei 48 MW. Lielāks UB-V monobloku izmērs ietaupa laiku un naudu.

2. Uzticamība

Pēdējos gados datu centri arvien vairāk ir kļuvuÅ”i par uzņēmumiem, bet uzticamÄ«ba arvien vairāk tiek uzskatÄ«ta par paÅ”saprotamu. Å ajā sakarā pieaug bažas, ka tas radÄ«s problēmas nākotnē. Tā kā operatori cenÅ”as panākt maksimālu kļūdu toleranci (skaits "9") un tiek pieņemts, ka statiskās UPS tehnoloÄ£ijas nepilnÄ«bas vislabāk var novērst ar Ä«su remonta laiku (MTTR), pateicoties iespējai ātri un karsti nomainÄ«t UPS moduļus. Bet Å”is arguments var bÅ«t sevis sakāvējoÅ”s. Jo vairāk moduļu ir iesaistÄ«ti, jo lielāka ir atteices iespējamÄ«ba un, kas ir vēl svarÄ«gāk, jo lielāks ir risks, ka Ŕāda kļūme izraisÄ«s slodzes zudumu visā sistēmā. Labāk, ja avārijas nav vispār.

Ilustrācija par iekārtu bojājumu skaita atkarÄ«bu no laika vērtÄ«bas starp atteicēm (MTBF) normālas darbÄ«bas laikā ir parādÄ«ta attēlā. 1 un atbilstoÅ”ie aprēķini.

MÅ«sdienu statisko un rotējoÅ”o UPS salÄ«dzinājums. Vai statiskie UPS ir sasnieguÅ”i savu ierobežojumu?

Rīsi. 1. Iekārtas bojājumu skaita atkarība no MTBF indikatora.

Iekārtas atteices varbÅ«tÄ«bu Q(t) normālas darbÄ«bas laikā normālās atteices lÄ«knes grafika (II) sadaļā diezgan labi apraksta nejauÅ”o lielumu eksponenciālā sadalÄ«juma likums Q(t) = e-(Ī»x t), kur Ī» = 1/MTBF ā€“ intensitātes atteices, un t ir darbÄ«bas laiks stundās. AttiecÄ«gi pēc laika t bez traucējumiem bÅ«s N(t) instalācijas no sākotnējā visu instalāciju skaita N(0): N(t) = Q(t)*N(0).

Statiskā UPS vidējais MTBF ir 200.000 1.300.000 stundu, un UB-V Piller sērijas rotācijas UPS MTBF ir 10 36 7 stundu. Aprēķini liecina, ka 1 gadu darbÄ«bas laikā 86% statisko UPS piedzÄ«vos avāriju un tikai 240% rotācijas UPS. Ņemot vērā atŔķirÄ«go UPS aprÄ«kojuma daudzumu (2. tabula), tas nozÄ«mē 20 atteices no 48 statiskajiem UPS moduļiem un 10 atteices no XNUMX Piller rotācijas UPS moduļiem tajā paŔā datu centrā ar lietderÄ«go IT slodzi XNUMX MW virs XNUMX darbÄ«bas gadi.

Pieredze statisko UPS darbÄ«bā datu centros Krievijā un visā pasaulē apstiprina iepriekÅ” minēto aprēķinu ticamÄ«bu, pamatojoties uz kļūmju un remontdarbu statistiku, kas pieejama no atklātajiem avotiem.

Visi Piller rotējoÅ”ie UPS, un jo Ä«paÅ”i UB-V sērija, izmanto elektrisko maŔīnu, lai radÄ«tu tÄ«ru sinusoidālo vilni, un neizmanto jaudas kondensatorus un IGBT tranzistorus, kas ļoti bieži ir visu statisko UPS atteices cēlonis. Turklāt statiskais UPS ir sarežģīta baroÅ”anas sistēmas sastāvdaļa. SarežģītÄ«ba samazina uzticamÄ«bu. UB-V rotējoÅ”ajiem UPS ir mazāk komponentu un izturÄ«gāks sistēmas dizains (motors-Ä£enerators), kas palielina uzticamÄ«bu.

3. Energoefektivitāte

MÅ«sdienu statiskajiem UPS ir daudz labāka tieÅ”saistes (vai "parastā" režīma) energoefektivitāte nekā to priekÅ”gājējiem. Parasti ar maksimālās efektivitātes vērtÄ«bām 96,3%. Bieži tiek norādÄ«ti augstāki skaitļi, taču tas ir sasniedzams tikai tad, ja statiskais UPS darbojas, pārslēdzoties starp tieÅ”saistes un alternatÄ«vajiem režīmiem (piemēram, ECO režīmā). Tomēr, izmantojot alternatÄ«vo enerÄ£ijas taupÄ«Å”anas režīmu, slodze darbojas no ārējā tÄ«kla bez jebkādas aizsardzÄ«bas. Å Ä« iemesla dēļ praksē vairumā gadÄ«jumu datu centri izmanto tikai tieÅ”saistes režīmu.

Piller UB-V sērijas rotējoÅ”ie UPS nemaina stāvokli normālas darbÄ«bas laikā, vienlaikus nodroÅ”inot lÄ«dz 98% efektivitāti tieÅ”saistē 100% slodzes lÄ«menÄ« un 97% efektivitāti pie 50% slodzes lÄ«meņa.

Å Ä« energoefektivitātes atŔķirÄ«ba ļauj iegÅ«t ievērojamus elektroenerÄ£ijas ietaupÄ«jumus darbÄ«bas laikā (2. tabula).

MÅ«sdienu statisko un rotējoÅ”o UPS salÄ«dzinājums. Vai statiskie UPS ir sasnieguÅ”i savu ierobežojumu?

Tabula 2. Enerģijas izmaksu taupīŔana datu centrā ar 48 MW IT slodzi.

4. Telpa aizņemta

Vispārējas nozÄ«mes statiskie UPS ir kļuvuÅ”i ievērojami kompaktāki, pārejot uz IGBT tehnoloÄ£iju un likvidējot transformatorus. Tomēr, pat ņemot vērā Å”o apstākli, UB-V sērijas rotējoÅ”ie UPS nodroÅ”ina 20% vai vairāk ieguvumu, rēķinot uz vienu jaudas vienÄ«bu aizņemtās vietas. IegÅ«to telpas ietaupÄ«jumu var izmantot gan enerģētikas centra jaudas palielināŔanai, gan ēkas ā€œbaltāsā€, lietderÄ«gās telpas palielināŔanai papildu serveru izvietoÅ”anai.

MÅ«sdienu statisko un rotējoÅ”o UPS salÄ«dzinājums. Vai statiskie UPS ir sasnieguÅ”i savu ierobežojumu?

RÄ«si. 2. Vieta, ko aizņem 2 MW dažādu tehnoloÄ£iju UPS. ÄŖstas instalācijas pēc mēroga.

5. Pieejamība

Viens no galvenajiem labi izstrādāta, uzbÅ«vēta un darbināma datu centra rādÄ«tājiem ir tā augstais elastÄ«bas faktors. Lai gan 100% darbÄ«bas laiks vienmēr ir mērÄ·is, pārskati liecina, ka vairāk nekā 30% pasaules datu centru piedzÄ«vo vismaz vienu neplānotu pārtraukumu gadā. Daudzas no tām ir raduŔās cilvēku kļūdu dēļ, taču svarÄ«ga loma ir arÄ« enerģētikas infrastruktÅ«rai. UB-V sērijā ir izmantota pārbaudÄ«ta Piller rotācijas UPS tehnoloÄ£ija monobloka konstrukcijā, kuras uzticamÄ«ba ir ievērojami augstāka nekā visām pārējām tehnoloÄ£ijām. Turklāt paÅ”iem UB-V UPS datu centros ar pareizi kontrolētu vidi nav nepiecieÅ”ama ikgadēja izslēgÅ”ana, lai veiktu apkopi.

6. Elastība

Bieži vien datu centru IT sistēmas tiek atjauninātas un modernizētas 3-5 gadu laikā. Tāpēc elektroenerÄ£ijas un dzesÄ“Å”anas infrastruktÅ«rām ir jābÅ«t pietiekami elastÄ«gām, lai to pielāgotu, un tām jābÅ«t pietiekami droŔām nākotnē. Gan parasto statisko UPS, gan UB-V UPS var konfigurēt dažādos veidos.

Tomēr risinājumu klāsts, kas balstÄ«ts uz pēdējo, ir plaŔāks, un, vispārÄ«gi runājot, tā kā tas ir ārpus Ŕī raksta darbÄ«bas jomas, tas ļauj ieviest nepārtrauktās baroÅ”anas sistēmas ar vidējo spriegumu 6-30 kV, lai strādāt pie tÄ«kliem ar atjaunojamiem un alternatÄ«viem ražoÅ”anas avotiem, lai izveidotu rentablas, ļoti uzticamas sistēmas ar izolētu paralēlo kopni (IP Bus), kas atbilst IV lÄ«meņa lietotāja interfeisa lÄ«menim N+1 konfigurācijā.

Noslēgumā var izdarÄ«t vairākus secinājumus. Jo vairāk attÄ«stās datu centri, jo sarežģītāks kļūst to optimizācijas uzdevums, kad nepiecieÅ”ams vienlaikus kontrolēt ekonomiskos rādÄ«tājus, uzticamÄ«bas, reputācijas un ietekmes uz vidi samazināŔanas aspektus. Statiskie UPS ir izmantoti un tiks izmantoti arÄ« turpmāk datu centros. Tomēr nenoliedzami ir arÄ« alternatÄ«vas esoÅ”ajām pieejām elektroapgādes sistēmu jomā, kurām ir bÅ«tiskas priekÅ”rocÄ«bas salÄ«dzinājumā ar ā€œveco labo statikuā€.

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru