12月10日,在中国数据中心工作组、中国电源工业协会主办,华为协办的模块化UPS技术研讨会上,300多位用户、专家、学者云集一堂。在这场盛况空前的UPS行业盛会上,华为首次展示了由160个40kVA的UPS模块组成的8*800kVA超大容量并机系统,并在泰尔工程师与现场300多位与会人员共同见证下,对系统进行了严格的现场测试。回顾大会现场的测试项目,共计18大项,9项单机测试、9项并机系统测试,每一项都直击用户关注焦点,环环相扣,层层深入。

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刚开始进行的同场景效率对比、维修时间对比等测试,华为模块化UPS毫无悬念大幅领先传统塔式机。而最具看点的是后面的一系列可靠性相关测试,让现场真正感受到可靠性是设计出来的,是可测试验证的。测试围绕三个主题来进行:模块可靠性与性能、极限情况下的故障与隔离,以及160模块并机环流测试。

Round1:恶劣电网、恶劣环境下,如何保障UPS模块的可靠性与性能?

UPS单模块的可靠性是整机与并联可靠性的基础。华为UPS产品领域总经理吕艺行将UPS模块的可靠性概括为了“三个友好”。即电网、负载、环境友好性。

电网友好性:

测试现场还原真实的恶劣电网波形,承德波形、鞍山波形等,验证在谐波含量高达30%的方波输入下UPS能够稳定运行。

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负载友好性:

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现场验证了UPS在RCD型负载,纯容性负载,纯感性负载,纯阻性负载等条件下UPS满载工作。

环境友好性:

环境的友好包含温度、潮湿、灰尘、盐雾等。分别展示了满载、高温、低压下的持续运行,对于潮湿、灰尘、盐雾等的适应性,主要通过临海仅300m的海南暴露外场进行测试。

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海南外场是检验设备可靠性的最佳试金石,海南气侯常年高温高湿、空气中含有大量的盐雾成分,并且雷雨天气频繁。这种环境下,设备的老化速度是普通较差环境的的几十倍。通过不断优化改进在海南外场暴露的设计短木板,目前华为模块化UPS已经在此运行超过两年。

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Round2:极限环境下, 单个模块故障是否会影响到系统?

吕艺行指出,真正的模块化UPS仅单模块可靠还远远不够。系统由多个模块并联组成,如果任意模块故障,会导致其他的模块故障,更严重者系统输出掉电,那么这种模块化UPS的可靠性甚至不如传统的塔式UPS。这也是过去模块化UPS被部分用户担忧的原因。

华为模块化UPS,必须确保单模块故障不会影响到其他模块与系统。因此在主控单元、通讯总线,辅助电源、风扇等关键部件均采用冗余设计。同时UPS的输入、输出、电池端口,采用快速检测,软硬件双重保险的故障隔离措施。确保任何单点故障能迅速脱离系统。

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左图为模块逆变器短路瞬间(现场录像采集,模块内部产生的电光)

右图蓝色为输出电压波形(几乎不受影响)

模块短路的瞬间伴随着一声巨响与电光,现场工程师第一时间检测UPS输出状态,UPS一直维持在逆变工作模式,没有切旁路,输出电压几乎无任何影响,模块逆变器IGBT损坏,无明火和烟雾产生,监控系统正确上报故障的模块地址,提示维护。

Round 3: 10个模块并联已到极限?NO!

UPS模块并联数量一直是业界争论的焦点,早期大部分的观点坚持UPS并机数量不宜大于8-10台。这种观点基于UPS是交流电压源并机,要做到电压的相伴、频率、幅值三个同步,依赖于处理器大量的运算与模块间高速的实时通信。在2000年之前这还是一个公认的业界难题,然而随着数字化的飞速发展,同十年前相比,通讯速率由*kbps上升到了*Mbps,至少提升了100倍以上,DSP芯片的处理速率由*MHz提升到*GHz,模块化并联的技术瓶颈已不复存在。

三个不同步最终都会导致并机环流不可控,因此检测并机性能与可靠性的最重要指标就是并机环流,目前行业标准的要求是并机环流小于5%。业界现在主流的塔式机UPS在4并机下,指标都基本可以达到5%。

吕艺行请工程师现场测试了160个模块并联的环流。最终的结果160个模块的并机最大环流值为1.7%。这一结果远低于行业标准要求!

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吕艺行表示,事实上业界的主流厂商在现有的技术下,都能做到20-40个模块可靠并联。华为在通信领域、芯片开发和电力电子领域的持续研发投入和深厚积累,配合数字、网络、智能化的设计理念,在模块化UPS的时代相对传统具有独特优势。这也是确保华为模块化UPS领先业界的有力武器。未来华为将继续在模块化UPS领域持续投入,为客户带来更高可靠性、更低TCO的产品。

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