一个针对初学者的简短教育计划，介绍为什么模块化 UPS 更酷以及它是如何发生的。
根据其架构，数据中心不间断电源分为两大类：整体式电源和模块化电源。 前者属于传统类型的UPS，后者相对较新且更先进。
单体式 UPS 和模块化 UPS 有什么区别？
在一体式不间断电源中，输出功率由一个电源单元提供。 在模块化UPS中，主要部件以单独的模块形式制成，放置在统一的机柜中并协同工作。 每个模块都配备了控制处理器、充电器、逆变器、整流器，代表了 UPS 的成熟电源部分。
让我们用一个简单的例子来解释这一点。 如果我们采用两个功率为 40 kVA 的不间断电源（整体式和模块化），那么第一个将有一个功率为 40 kVA 的电源模块，第二个将由例如四个功率模块组成，功率为 10 kVA。每个 XNUMX kVA。
缩放选项
当使用整体式 UPS 且电力需求增加时，有必要将另一台具有相同功率的成熟设备并联到现有设备上。 这是一个相当复杂的过程。
模块化解决方案提供了更大的设计灵活性。 在这种情况下，一个或多个模块可以连接到已经运行的单元。 这是一个相当简单的过程，可以在短时间内完成。
平滑功率增加的可能性
在数据中心运营初期，功率的平滑提升非常重要。 很合乎逻辑的是，在最初的几个月里，它的负载量将达到 30-40%。 使用专门为此电源设计的不间断电源更加实用和经济。 随着客户群的扩大，数据中心的负载将会增加，对额外电源的需求也会随之增加。
随着技术基础设施的完善，可以方便地逐步增加UPS的功率。 当使用单块不间断电源时，原则上不可能平滑增加功率。 对于模块化 UPS，这很容易实现。
UPS 可靠性
在谈论可靠性时，我们会用到两个概念：平均无故障时间（MTBF）和平均修复时间（MTTR）。
MTBF 是一个概率值。 平均故障间隔时间的值基于以下假设：系统的可靠性随着其组件数量的增加而降低。
在此参数中，单体式 UPS 具有优势。 原因很简单：模块化不间断电源具有更多的组件和连接器，其中每一个都被认为是潜在的故障点。 因此，理论上这里失败的可能性更高。
然而，对于数据中心使用的不间断电源来说，重要的不是故障本身，而是UPS将保持不工作状态多长时间。 该参数由系统的平均恢复时间 (MTTR) 决定。
在这里，模块化块已经具有优势。 它们具有低 MTTR 的特点，因为任何模块都可以在不中断电源的情况下快速更换。 为此，该模块必须有库存，并且可由一名专业人员进行拆卸和安装。 事实上，时间不会超过30分钟。
对于整体式不间断电源，情况要复杂得多。 不可能这么快修复它们。 这可能需要几个小时到几天的时间。
要确定系统的容错能力，您可以使用另一个参数 - 可用性或其他可操作性。 该指标越高，平均故障间隔时间（MTBF）越高，系统的平均恢复时间（MTTR）越低。 相应的公式如下：
平均可用性（可操作性）=
对于模块化UPS来说，情况是这样的：其MTBF值低于单体UPS，但同时其MTTR值也明显较低。 因此，模块化不间断电源的性能更高。
功耗
整体系统需要更多的能量，因为它是多余的。 让我们使用 N+1 冗余方案的示例来解释这一点。 N是运行数据中心设备所需的负载量。 在我们的例子中，我们将其视为 90 kVA。 N+1 方案意味着在发生故障之前系统中仍保留 1 个备用元件。
当使用功率为 90 kVA 的单块不间断电源时，要实现 N+1 电路，您需要使用另一个相同的单元。 因此，总系统冗余将为 90 kVA。
当使用容量为 30 kVA 的模块化 UPS 时，情况有所不同。 在相同的负载下，要实现N+1电路，您将需要另一个相同类型的模块。 因此，总系统冗余将不再是 90 kVA，而仅为 30 kVA。
由此得出结论：使用模块化电源可以降低数据中心整体的能耗。
经济
如果您使用两个相同功率的不间断电源，那么一体式不间断电源比模块化不间断电源便宜。 因此，一体式 UPS 仍然很受欢迎。 然而，增加输出功率将使系统成本增加一倍，因为必须在现有设备上添加另一个相同的设备。 此外，还需要安装配线架和配电板，以及铺设新的电缆线路。
当使用模块化不间断电源时，可以平滑地增加系统功率。 这意味着您将不得不花钱购买足够数量的模块来满足现有的供电需求。 没有不必要的库存。
结论
一体式不间断电源价格低廉且易于配置和操作。 同时，它们增加了数据中心的能耗并且难以扩展。 在需要小容量且不期望扩展的情况下，此类系统方便且高效。
模块化 UPS 的特点是易于扩展、恢复时间最短、可靠性和可用性高。 此类系统非常适合以最低成本在任何程度上增加数据中心容量。
来源： habr.com