臺(tái)達(dá)HIFT UPS打造高效節(jié)能型數(shù)據(jù)中心UPS供電系統(tǒng)

    前言：

    從剛剛結(jié)束的“2009中國(guó)綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展與實(shí)踐高峰論壇”得到的數(shù)據(jù)顯示，隨著我國(guó)GDP的增長(zhǎng)，能源消耗正在以每年10%的增長(zhǎng)速度在向前發(fā)展。從全國(guó)范圍來(lái)看，每年要有800億千瓦時(shí)的政府能源消耗，其中50%是IT產(chǎn)品的能源消耗。據(jù)調(diào)查，IT產(chǎn)品能源消耗的增長(zhǎng)速度是在以8%到10%的速度增長(zhǎng)，耗電的總量達(dá)到了500億千瓦時(shí)。而數(shù)據(jù)中心的能耗又在其中占40%。無(wú)論是出于節(jié)能減排還是提升自身效益，打造高效節(jié)能綠色為核心價(jià)值的下一代數(shù)據(jù)中心，已經(jīng)成為IDC產(chǎn)業(yè)發(fā)展潮流。

    1．需求描述

    那么，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心最大的挑戰(zhàn)是什么呢？IDC公司一項(xiàng)針對(duì)CIO的調(diào)查顯示，70%的被訪(fǎng)者認(rèn)為那就是電源和制冷問(wèn)題。為確保供電系統(tǒng)的高可靠性，采用具有冗錯(cuò)技術(shù)的UPS供電系統(tǒng)，比如：并機(jī)冗余供電、雙總線(xiàn)冗余供電等方案，其UPS系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的負(fù)載情況都是在30%左右，目前數(shù)據(jù)中心面臨著低效率運(yùn)行的問(wèn)題。下列為傳統(tǒng)UPS在不同負(fù)載百分比情況下的效率示意圖。

    造成UPS低負(fù)載運(yùn)行的原因：1、為將來(lái)擴(kuò)展留有余量；2、傳統(tǒng)的過(guò)度配置留有余量；3、為提高可靠性和可用性采取冗余設(shè)計(jì)留有余量。

    面臨數(shù)據(jù)中心UPS電源系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，臺(tái)達(dá)HIFT系列UPS秉承了臺(tái)達(dá)“環(huán)保、節(jié)能、愛(ài)地球”的社會(huì)責(zé)任及設(shè)計(jì)理念，對(duì)臺(tái)達(dá)HIFT UPS而言，不但擁有高可靠性和高可用性，而且，從保護(hù)環(huán)境的角度來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗亦是它的最大亮點(diǎn)。接下來(lái)將對(duì)臺(tái)達(dá)HIFT系列UPS在提升UPS效率及節(jié)能降耗方面的分析說(shuō)明。

    2．綠色節(jié)能分析

    2.1 模塊化設(shè)計(jì),N+X冗余

    HIFT UPS采用模塊化設(shè)計(jì)，單個(gè)模塊均可在線(xiàn)插入和抽出，無(wú)須轉(zhuǎn)旁路操作，大大提升了故障維護(hù)和未來(lái)擴(kuò)容的方便性。可與數(shù)據(jù)中心IT負(fù)載合理匹配設(shè)計(jì)容量，有效的解決了因傳統(tǒng)“為將來(lái)擴(kuò)容留有余量”過(guò)大導(dǎo)致的UPS低負(fù)載運(yùn)行情況下的低效率狀態(tài)。

臺(tái)達(dá)HIFT UPS主機(jī)

    「N+X冗余」通常指系統(tǒng)中N+X臺(tái)UPS單機(jī)（或模塊）并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)最大X臺(tái)UPS單機(jī)（或模塊）發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)仍然能夠逆變輸出正常運(yùn)行。

    為了提高可靠性，傳統(tǒng)UPS通常采用主從結(jié)構(gòu)的1+1并聯(lián)備份方案，雖然這在一定程度上提高了可靠性，但是它不便于離線(xiàn)維護(hù)、擴(kuò)容，同時(shí)對(duì)設(shè)備的利用不充分、缺乏靈活性。更重要的，是此時(shí)系統(tǒng)的冗余度僅為1。而HIFT UPS的結(jié)構(gòu)極具彈性，可實(shí)現(xiàn)N+1、N+2、N+3、N+4、N+5、或當(dāng)并機(jī)時(shí)具有更高的N+X 冗余。同時(shí)，客戶(hù)還可通過(guò)定購(gòu)額外的模塊，來(lái)增加HIFT的備用冗余能力。即，同樣的功率配置，HIFT UPS擁有更高的冗余度；而同樣的冗余度，HIFT UPS擁有更經(jīng)濟(jì)的配置方案。

    通常UPS帶載不會(huì)超過(guò)70%，因此在實(shí)際應(yīng)用中，N+X冗余有最高的系統(tǒng)可靠性。 

    冗余度越高，可靠性與可用性越高。

    2.2 隨需擴(kuò)容 

    快速變化的業(yè)務(wù)要求企業(yè)數(shù)據(jù)中心具備靈活性（Agility）。當(dāng)更多的IT應(yīng)用強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)時(shí)，支撐這些應(yīng)用的UPS供電系統(tǒng)是必須提前一步到位，還是可以根據(jù)需要靈活配置？

    傳統(tǒng)UPS的客戶(hù)，在規(guī)劃時(shí)必須滿(mǎn)足未來(lái)可預(yù)見(jiàn)的最大負(fù)荷功率要求。比如，現(xiàn)在負(fù)載總?cè)萘侩m然只有20kVA，但因?qū)��?lái)可能會(huì)增長(zhǎng)到60kVA，客戶(hù)在初始配置時(shí)通常都會(huì)直接采購(gòu)功率為達(dá)到100kVA的UPS，以避免未來(lái)因升級(jí)困難而導(dǎo)致的可能容量不足。這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)導(dǎo)致UPS系統(tǒng)嚴(yán)重的容量冗余,使得UPS系統(tǒng)在低負(fù)載率、低效率的狀態(tài)下運(yùn)行。

    HIFT UPS因采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以在20kVA到480kVA的寬廣范圍內(nèi)，以20kVA為單位來(lái)隨時(shí)隨需在線(xiàn)擴(kuò)容，客戶(hù)不再需要僅是為未來(lái)的可能性而提前投入大筆費(fèi)用。 

    HIFT UPS的這種靈活性，即允許配置容量最貼近實(shí)際需求容量的能力，不僅降低了UPS的初始購(gòu)置成本，更減少了配套設(shè)備（如空調(diào)）的配置與能耗支出，有效防止了基礎(chǔ)設(shè)施超前超大規(guī)模設(shè)計(jì)導(dǎo)致的不必要開(kāi)支。

    2.3 高效節(jié)能 

    綠色節(jié)能不僅是企業(yè)對(duì)社會(huì)的責(zé)任，更與企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本息息相關(guān)。

    通常帶載越少，UPS效率越差。而HIFT UPS，即使帶載只有額定容量的15%，整機(jī)效率亦超過(guò)90%；當(dāng)帶載達(dá)到27%時(shí)，效率就已高達(dá)94%。效率在百分比上的每一小步提升，能耗支出的節(jié)省將會(huì)降低一大步。

HIFT UPS AC-AC效率圖

    如一臺(tái)容量為100KW的UPS，如果提升整機(jī)效率達(dá)5%，則一年可以節(jié)省5萬(wàn)度電。按照工業(yè)用電1.5元/度計(jì)算，可以節(jié)省電費(fèi)7.5萬(wàn)元。但我們不難發(fā)現(xiàn)，在某些地區(qū)，既使我們?cè)敢舛喔冻?.5萬(wàn)元，也會(huì)因?yàn)槟茉吹墓��?yīng)不足，而無(wú)法保證系統(tǒng)的正常用電。這個(gè)時(shí)候，HIFT UPS在節(jié)能減排方面的特性，才尤為值得我們關(guān)注。

    3．總結(jié) 

    做好綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)不僅是企業(yè)的需要，也是國(guó)家節(jié)能減排工作的需要。“綠色、節(jié)能”不僅是企業(yè)對(duì)社會(huì)的責(zé)任，節(jié)能降耗更是恒久的主題。■