在IT技术进步和数据中心在企业和部门中的重要性不断提高的驱动下,数据中心的变化和发展速度日新月异,在其规模和信息量爆炸性增长的形式下,IT设备的低利用率和机房基础设施的低能源效率,使数据中心的运营成本过快的增长,过高的耗电量、电费支出使数据中心难堪重负,对传统数据中心的设计提出了严峻挑战。

1.数据中心供电系统现状

建设绿色数据中心最大的挑战是什么呢?IDC公司一项针对CIO的调查显示,70%的被访者认为那就是电源和制冷问题。为确保供电系统的高可靠性,采用具有冗错技术的UPS供电系统,比如:并机冗余供电、双总线冗余供电等方案,其UPS系统实际运行的负载情况都是在30%左右,目前数据中心面临着低效率运行的问题。

造成UPS低负载运行的原因大致可归纳为以下三种情况:1、为将来扩展留有余量;2、传统的过度配置留有余量;3、为提高可靠性和可用性采取冗余设计留有余量。

面临数据中心UPS电源系统运行现状,台达HIFT(海福)UPS秉承了台达“环保、节能、爱地球”的社会责任及设计理念,对台达HIFT(海福)UPS而言,不但拥有高可靠性、可用性及高适应性能力。而且,从保护环境的角度来说,实现节能降耗亦是它的最大亮点。

2. HIFTUPS系统方案分析

2.1 N+X冗余,拥有最高可靠性、可用性

HIFTUPS采用模块化设计,单个模块均可在线插入和抽出,无须转旁路操作,大大提升了故障维护和未来扩容的方便性。可与数据中心IT负载合理匹配设计容量,有效的解决了因传统"为将来扩容留有余量"过大超前配置导致的UPS低负载运行情况下的低效率状态。

为了提高可靠性,传统UPS通常采用主从结构的1+1并联冗余方案,虽然这在一定程度上提高了可靠性,但是它不便于离线维护、扩容,同时对设备的利用不充分、缺乏灵活性。更重要的,是此时系统的冗余度仅为1。而HIFTUPS的结构极具弹性,可实现N+1、N+2、N+3…(或N+X)冗余。同时,客户还可通过定购额外的模块,来增加HIFT的备用冗余能力。

通常UPS带载不会超过70%,因此在实际应用中,N+X冗余有最高的系统可靠性。

冗余度越高,可靠性与可用性越高。

2.2 随需扩容,在线升级

快速变化的业务要求企业数据中心具备灵活性(Agility),当更多的IT应用强调动态结构时,支撑这些应用的UPS供电系统是必须提前一步到位,还是可以根据需要灵活配置?

传统UPS的客户,在规划时必须满足未来可预见的最大负荷功率要求。比如,现在负载总容量虽然只有20kVA,但因将来可能会增长到60kVA,客户在初始配置时通常都会直接采购功率为达到100kVA的UPS,以避免未来因升级困难而导致的可能容量不足。这种传统的设计导致UPS系统严重的容量冗余,使得UPS系统在低负载率、低效率的状态下运行。

HIFTUPS因采用模块化结构,可以在20kVA到480kVA的宽广范围内,以20kVA为单位来随时随需在线扩容,客户不再需要仅是为未来的可能性而提前投入大笔费用。

HIFTUPS的这种灵活性,即允许配置容量最贴近实际需求容量的能力,不仅降低了UPS的初始购置成本,更减少了配套设备(如:空调制冷系统)的配置与能耗支出,有效防止了基础设施超前超大规模设计导致的不必要开支。

2.3 高效节能

在大多数数据中心中,UPS系统通常带载越少,效率越差。而HIFTUPS,即使带载只有额定容量的15%,整机效率亦超过90%;当带载达到27%时,效率就已高达94%。效率在百分比上的每一小步提升,能耗支出的节省将会降低一大步。

比如:一台容量为100KW的UPS,如果提升整机效率达5%,则一年可以节省5万度电。按照工业用电1.5元/度计算,可以节省电费7.5万元。但我们不难发现,在某些地区,既使我们愿意多付出7.5万元,也会因为能源的供应不足,而无法保证系统的正常用电。这个时候,HIFTUPS在节能减排方面的特性,才尤为值得我们关注。

3.总结

作为数据中心关键基础设施的UPS供电系统,其设计理念和配置方案随着数据中心的发展而不断的改变,建设绿色数据中心不仅是企业的需要,也是对国家节能减排呼吁的响应。本文旨在抛砖引玉,为数据中心规划打造一套高效节能型的UPS供电系统,降低数据中心运营成本。

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