IDC機房UPS供電模式及供電需求分析
IDC機房建設中,動力系統的建設無疑是其重中之重,各項業務的開展,各種服務器的穩定工作,都離不開穩定、可靠、不間斷的電力供給。本文簡單探討IDC機房幾種電源系統結構的基本原理、優缺點、實現的可行性等。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/177942.htm1、對供電要求高靠性
IDC面對的客戶一般都是企業級客戶,有的甚至為門戶網站,若負載中斷,IDC業務提供者,將會面臨巨大損失,因此對供電的可靠性要求很高。
2、負載容量大
IDC機房建設投入巨大,并且會考慮到未來幾年的業務增長,因此其要能承接足夠大的業務量。一般一個機房約放置50-100個機架,每個機架的負載量約為幾千瓦,因此一個機房的負載量約為幾百到上千千瓦,一個IDC中心可能建設多個機房。
3、相對集中的供電方式
為了分擔風險,同時又考慮到集中供電的方便管理性,一般按一個機房的負載容量來考慮,負載量約在幾百到上千千瓦。
4、對設備的諧波污染要求高
隨著國家對節能、環保的要求越來越高,電信運營商積極響應,同時,IDC機房也是用電大戶,是供電單位的重點關注對象,對諧波關注的程度高,這已經是趨勢。
二、傳統的UPS供電解決方案
傳統的數據通信設備要求交流輸入電源,一般是與市電電源的電壓和頻率相同的電源,即220V,50Hz的單相交流電源。傳統的數據通信設備的電源系統是UPS系統, UPS系統一般由整流器、逆變器、蓄電池和靜態開關等組成,市電正常時,市電經整流器變換為直流電供給逆變器,同時給蓄電池充電,逆變器將直流電變換為交流電供給負載。UPS本身故障時負載可經靜態開關轉換為旁路市電供電,市電長時間停電時,由備用發電機組供電。
雖然IDC機房內的設備是單相供電,但功率越來越大,單相UPS功率不能做的很大,受到限制,解決的方法是用三相UPS供電,功率一般平均分到三相上,同時進行UPS并機,解決其供電的可靠性。由于UPS最終通過逆變換流供電給數據設備,如果逆變與切換部分出現故障,電池不是直接給數據設備供電,會導致數據設備中斷。
幾種常見的UPS供電模式
1、串聯熱備份
此種UPS供電方式消除了單點故障,實現簡單,但是其同一時間只有一臺UPS帶載,因此存在超載能力差、主備機老化不均等問題,目前已經較少采用,系統圖見圖1:
2、并聯冗余
此種UPS供電方式,最大的好處是可以負載均分,其中任意一臺UPS故障,其被切離,UPS系統不用做任何切換,仍可工作在在線模式。可以根據負載量,通過增加UPS的方式實現系統容量擴充。系統圖見圖2。
3、雙總線供電方式
此種UPS供電方式,其最大的特點是同時提供2路互不影響的供電母線,分別提供給雙電源負載,或者通過STS再提供給單電源負載。此方式也很好的消除了單點故障,但限于供電方案中又增加了LBS(同步控制)和STS(雙路切換),因此也增加了故障點。系統圖見圖3。
UPS供電方案的優點:
技術方案成熟,目前在大量應用。
交流輸出,不易拉弧。
UPS供電方案的缺點:
并機難度大,需電壓、頻率、相位同步。
系統設計復雜,單點故障多
變換級數多,效率相對低
輸入諧波大,功率因數低
三、共用48V母線的混合系統解決方案
這種電源系統結構特點是直流負載和交流負載的電源系統都采用-48V母線作為輸入電源。在市電或整流器故障時,由于蓄電池與輸出母排是并聯的,所以-48V母線電源是不間斷的。直流負載由-48V母線直接供電,交流負載經逆變器供電,即用-48V直流電源供電的逆變器代替了UPS。系統圖見圖4。
混合系統解決方案優點:
技術成熟,48V電源是真正的不間斷電源,其輸出純凈,所以系統整體穩定性有提高。不易拉弧,安全性高。
混合系統解決方案缺點:
在交流負載的電源鏈中增加了電源變換的次數,且電壓低,電流大,增加了損耗,降低了系統效率。這種電源系統結構僅適用于交流負載為中小功率的情況。
四、整流型rAC高壓供電解決方案
以INTELEC 2001年發表的《新電信網絡和服務的最佳新型供電》和2000年發表的《電信和數據通信融合的rAC供電技術的新研究》為代表,法國電信公司試用。rAC供電系統,類似傳統的48V直流電源系統中的直流母線由經過整流的母線替代,實際上是脈動的直流。系統由整流橋、高電壓蓄電池組、蓄電池開關、充電機等組成。這種rAC供電系統的輸入諧波電流抑制和功率因數需要補償,須在rAC母線上并聯連接諧波抑制器。系統圖見圖5。
評論