模塊化UPS電源如何提供靈活的電源管理選項(xiàng)

UPS電源可以提高數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和效率。數(shù)據(jù)中心管理人員應(yīng)該考慮部署模塊化電源以實(shí)現(xiàn)設(shè)備冗余、混合部署以及節(jié)約成本。
　　
　　傳統(tǒng)上，企業(yè)部署集中式大型UPS電源系統(tǒng)為其數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施提供備份電源，而如果管理員增加UPS電源的容量以支持未來(lái)需求，這種方法通常成本高昂并且效率低下。而采用模塊化UPS電源將使管理員可以更輕松地調(diào)整UPS電源的容量和規(guī)模，提高負(fù)載效率，并延長(zhǎng)硬件工作壽命。
　　
　　模塊化UPS電源為備用電源帶來(lái)靈活性
　　
　　模塊化UPS電源的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)需要增加容量，并降低維護(hù)成本。而UPS電源模塊是可熱插拔的，管理員可以自行更換。采用模塊化設(shè)計(jì)的UPS電源可以增加所需額定容量更多的模塊，這使得它們本質(zhì)上是冗余的，其成本遠(yuǎn)低于大型UPS電源系統(tǒng)。
　　
　　例如采用“N+1”冗余的三個(gè)模塊化UPS電源，每個(gè)UPS電源以約33%的負(fù)載功率運(yùn)行，而2N架構(gòu)的每個(gè)UPS電源半載運(yùn)行。在任何情況下，如果一個(gè)UPS電源模塊出現(xiàn)故障，其他的UPS電源模塊將分擔(dān)整體負(fù)載。
　　
　　模塊化UPS電源還提高了電力基礎(chǔ)設(shè)施的效率。UPS電源通常在接近最大額定容量時(shí)以最高效率運(yùn)行。而當(dāng)負(fù)載水平降低時(shí)其運(yùn)行效率也隨之下降。這些效率損失從表面上看似乎并不大，但隨著時(shí)間的推移將會(huì)累積起來(lái)造成更多的能耗。
　　
　　由于這些模塊化UPS電源接近滿載運(yùn)行，管理員很容易安裝和重新配置。購(gòu)買傳統(tǒng)UPS電源并考慮到未來(lái)容量擴(kuò)展的企業(yè)通常最終會(huì)部署遠(yuǎn)低于所需容量的UPS電源系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)冗余通常意味著UPS電源系統(tǒng)在容量不足的情況下運(yùn)行，這也意味著降低了效率。但是管理員可以通過(guò)“N+1”冗余模塊化電源系統(tǒng)和更精細(xì)的電源管理獲得更高的效率。
　　
　　超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商和托管數(shù)據(jù)中心提供商使用具有多種架構(gòu)的模塊化UPS電源，以最大限度地降低運(yùn)營(yíng)成本，并保持可用的冗余容量。這些UPS電源被稱為分布式UPS電源或模塊化冗余UPS電源，可以混合部署不同容量的模塊UPS和不同規(guī)模的負(fù)載，并以最低的投資成本提供所需的容量和冗余。
　　
　　管理員還可以從冗余閑置UPS系統(tǒng)借用額外容量，直到他們安裝新的模塊UPS電源。這種設(shè)置意味著采用冗余架構(gòu)使數(shù)據(jù)中心受到供電的影響很小。
　　
　　截至2020年，UPS電源供應(yīng)商提供的UPS電源具有以下優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：
　　
　　?在廣泛的負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)97%以上的效率;
　　
　　?邊緣計(jì)算的數(shù)據(jù)中心級(jí)可靠性;
　　
　　?混合部署模塊化UPS電源;
　　
　　?UPS系統(tǒng)采用鋰離子電池;
　　
　　?大型數(shù)據(jù)中心采用新的冗余設(shè)計(jì);
　　
　　?機(jī)架UPS的功率因數(shù)高達(dá)0.95。
　　
　　很多數(shù)據(jù)中心采用10kVA至50kVA規(guī)模較小的模塊化UPS電源。與多個(gè)并聯(lián)UPS系統(tǒng)相比，“N+1”冗余設(shè)計(jì)在每個(gè)模塊UPS源中提供更低的冗余成本和更高的負(fù)載效率，而2N設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的負(fù)載匹配。某些UPS設(shè)計(jì)使管理員能夠添加不同容量的模塊并均勻地分配負(fù)載。
　　
　　而功率較小只是相對(duì)的。對(duì)于大多數(shù)企業(yè)來(lái)說(shuō)，采用模塊化UPS電源的功率通常為25kVA、50kVA或100kVA，但大型數(shù)據(jù)中心可能會(huì)使用250kVA或500kVA的傳統(tǒng)UPS電源。
　　
　　配置注意事項(xiàng)
　　
　　管理員必須管理2N冗余配置，以便UPS電源系統(tǒng)的負(fù)載不會(huì)超過(guò)其容量的50%。如果容量超過(guò)50%，UPS系統(tǒng)會(huì)過(guò)載，并且負(fù)載共享系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)故障。因此，在2N冗余模式下運(yùn)行的每個(gè)UPS電源都必須以低于最大運(yùn)行效率的方式運(yùn)行。
　　
　　通過(guò)精心管理，與容量更大的傳統(tǒng)UPS電源系統(tǒng)相比，管理員可以將模塊化UPS配置為更接近最佳電源負(fù)載;這可能會(huì)帶來(lái)一些長(zhǎng)期的節(jié)能效果。管理員必須進(jìn)行控制和管理，以便始終至少有一個(gè)模塊UPS電源處在備用狀態(tài)，否則可能會(huì)失去冗余保護(hù)。
　　
　　模塊化UPS電源系統(tǒng)的缺點(diǎn)取決于如何設(shè)置硬件。大多數(shù)企業(yè)將較小的模塊化UPS電源安裝在附加的行內(nèi)機(jī)柜內(nèi)，這意味著增加了機(jī)房的空間和重量。
　　
　　根據(jù)安裝的機(jī)柜數(shù)量和配電柜安裝的數(shù)量，規(guī)模經(jīng)濟(jì)性可能會(huì)降低。而管理員可以采用模塊UPS電源解決任何潛在的性能問(wèn)題。
　　
　　電池技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展
　　
　　大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的UPS電源采用的電池通常是閥控式鉛酸(VRLA)電池。大多數(shù)UPS電源都使用這種類型的電池，但它具有一定的故障風(fēng)險(xiǎn)和使用壽命的限制，可能會(huì)增加更換成本。如果企業(yè)運(yùn)行的大型數(shù)據(jù)中心的UPS電源使用VRLA電池，那么在機(jī)柜行之間放置功率較小的UPS電源是不切實(shí)際的。
　　
　　鋰離子電池和富液式電池與VRLA電池相比具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。它們更小、更輕，可以承受更多次數(shù)的放電。這使它們成為調(diào)峰的理想選擇，有助于降低電力成本。而對(duì)于鋰離子電池的應(yīng)用，管理員應(yīng)該考慮在集中式UPS電源采用。
　　
　　UPS電源的鋰離子化學(xué)和包裝與消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品有很大不同，但它們?nèi)匀粫?huì)造成危害。圍繞鋰離子電源產(chǎn)品的防火要求要嚴(yán)格得多，這可能需要企業(yè)升級(jí)火災(zāi)警報(bào)和消防系統(tǒng)。