數(shù)據(jù)中心備用電源系統(tǒng)、標準幫助解決停機問題

由于現(xiàn)在企業(yè)必須提供更高水平的正常運行時間，企業(yè)都開始關注數(shù)據(jù)中心備用電源。備用電源也越來越先進，管理員可以使用多種系統(tǒng)類型和行業(yè)標準來確保無故障運行。

根據(jù)研究機構(gòu)Research and Markets在4月發(fā)布的報告《數(shù)據(jù)中心電源市場-2020-2025年全球展望與預測》表明，在不斷發(fā)展的電源備用系統(tǒng)市場，不間斷電源(UPS)系統(tǒng)是大的收入來源，其次是發(fā)電機、轉(zhuǎn)換開關和開關設備以及配電單元。

研究人員指出，未來幾年，我們將看到模塊化、可擴展和鋰離子供電UPS的廣泛部署。

英國的數(shù)據(jù)中心顧問Mark Acton表示，如果持續(xù)運營是主要目標，則企業(yè)首先應該確定他們將需要的資源。

他說：“你首先需要確保備用電量與公用電源數(shù)量相匹配。”例如，如果數(shù)據(jù)中心從公共供電獲得50兆瓦的電量，則理想情況下，應配備相同數(shù)量的備用電源。

對于備用電源，企業(yè)通常會從少量電量開始，然后根據(jù)經(jīng)驗要求和預算允許，隨著時間的推移逐漸增加電量。

Acton說：“你可以看看你的電費賬單，請記住，如果你試圖消耗比備用系統(tǒng)所設計的更多的電力，它們將會關閉。”如果基礎設施的運行接近設計極限，則通常會縮短電源的使用壽命。

備用電源標準指導部署和操作

Acton建議管理員參考標準和行業(yè)規(guī)劃文檔，以開發(fā)數(shù)據(jù)中心備用電源基礎架構(gòu)。其中包括ANSI / TIA 942標準，該標準規(guī)定了結(jié)構(gòu)化布線工作的最低要求;ANSI / BICSI 002-2019標準，其中涵蓋數(shù)據(jù)中心設計的各個方面;以及用于評估特定用途的電源需求的歐洲EN 50600標準。

數(shù)據(jù)中心行業(yè)權(quán)威認證機構(gòu)Uptime Institute還提供構(gòu)建備用電源系統(tǒng)的有效指導意見，其中包含不同級別操作冗余和支持。

Uptime Institute首席技術(shù)官Christopher Brown說：“每個數(shù)據(jù)中心都必須在一段時間內(nèi)保持自給自足，因為公用電力可能會中斷，但是在第1級，并沒有冗余。”

數(shù)據(jù)中心內(nèi)備用電源支持分為4級：

第1級是基本數(shù)據(jù)中心，具有足夠的功能，通過任何形式的現(xiàn)場電源支持其IT負載。

第2級增強了功能，并至少增加一個發(fā)電器。

第3級提供并發(fā)可維護性，所有組件都是冗余，電源路徑也是冗余。

第4級完全容錯;該系統(tǒng)不僅可支持并發(fā)維護，還可在組件或分發(fā)級別自主響應故障或錯誤。

如何選擇數(shù)據(jù)中心備用電源系統(tǒng)

Brown說，究竟采用哪種系統(tǒng)來達到這些水平完全是另一個問題。通常，管理員應該首先討論哪些基礎架構(gòu)足夠關鍵以至于需要備用電源。

他說：“這個問題的答案可能包括照明和HVAC等生命安全功能，以及對IT設備的直接支持，而且還必須基于當?shù)胤ㄒ?guī)。”

管理員的第一步工作是確定UPS的類型，因為大多數(shù)基礎設施都無法在沒有某種電源的情況下立即啟動–除燃料電池系統(tǒng)以外。

但是某些燃料電池的電能質(zhì)量可能有問題，因此它并不是可靠的連接數(shù)據(jù)中心備用電源組件。

Brown說：“對于冷卻器等機械系統(tǒng)，燃料電池可能已經(jīng)足夠，但是對于電子設備，你會需要進行篩選。”這使得UPS變得更加重要。

對于企業(yè)應部署多少數(shù)據(jù)中心備用電源，答案取決于具體的基礎架構(gòu)要求。不同的系統(tǒng)可能需要不同的電能質(zhì)量。穿越時間(即IT團隊可在沒有公用事業(yè)電源的情況下運作多長時間)也因企業(yè)而異。

這里的答案取決于很多因素，例如數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫诉€是其他物理設施的因素，在這種情況下，穿越時間必須足以完成這些傳輸。或者，企業(yè)可能需要無限期運營，這在重大自然災害的情況下可能是必需的。

Brown說：“在最低限度，任何系統(tǒng)都需要足夠的UPS來支持有序關機，從而保護數(shù)據(jù)和設備。”

對于臨時負載，有些企業(yè)采用基于飛輪的儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)需要承擔負載。Brown警告說，這些系統(tǒng)通常只能提供足夠電源14-18秒時間。

他說：“企業(yè)通常將它們與快速啟動的電源系統(tǒng)相結(jié)合，該系統(tǒng)可以在10秒左右的時間內(nèi)啟動并發(fā)電。”

UPS之外

為了確保速度和可靠性，有些企業(yè)將冗余柴油發(fā)電機放在使用獨立燃料供應的地方，以減少需要能夠快速上線的發(fā)電機的需求。大多數(shù)系統(tǒng)還將機油和冷卻劑保持在接近工作溫度的狀態(tài)，以增加平穩(wěn)啟動的可能性。

Brown說：“額外的成本可能很高昂，但你必須權(quán)衡停機的巨大成本。”

作為數(shù)據(jù)中心備用電源，柴油發(fā)電機的其他替代方案包括使用天然氣或丙烷燃料的內(nèi)燃機以及燃氣輪機。

Brown說，備用電源的選項曾經(jīng)非常簡單，但是多年來，由于政府法規(guī)和環(huán)境問題，企業(yè)面臨越來越大的壓力，他們需要消除或減少對柴油發(fā)電機的依賴性;甚至電池也可能受到審查。

盡管希望擺脫內(nèi)燃電源，但這個選項仍然是好選擇，它以最小最經(jīng)濟的包裝提供大的動力和可靠性。渦輪機啟動較慢，對負載變化的響應也不太好。

他補充說：“內(nèi)燃機可能對環(huán)境不利，但實際上，它運行得并不頻繁。在IT行業(yè)中，幾乎所有企業(yè)在構(gòu)建數(shù)據(jù)中心時都需要內(nèi)燃機。”

無論管理員選擇哪種系統(tǒng)，都需要進行維護和保養(yǎng)，而這些都容易出現(xiàn)機械或電氣故障。如果系統(tǒng)長時間運行，則必須在運行期間以及使用期間進行維護。作為常規(guī)操作的一部分，團隊應測試數(shù)據(jù)中心備用電源系統(tǒng)并練習快速關機協(xié)議。

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