數(shù)據(jù)中心備用電源系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)幫助解決停機(jī)問(wèn)題

由于現(xiàn)在企業(yè)必須提供更高水平的正常運(yùn)行時(shí)間，企業(yè)都開(kāi)始關(guān)注數(shù)據(jù)中心備用電源。備用電源也越來(lái)越先進(jìn)，管理員可以使用多種系統(tǒng)類型和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確保無(wú)故障運(yùn)行。

根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Research and Markets在4月發(fā)布的報(bào)告《數(shù)據(jù)中心電源市場(chǎng)-2020-2025年全球展望與預(yù)測(cè)》表明，在不斷發(fā)展的電源備用系統(tǒng)市場(chǎng)，不間斷電源(UPS)系統(tǒng)是大的收入來(lái)源，其次是發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)設(shè)備以及配電單元。

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

英國(guó)的數(shù)據(jù)中心顧問(wèn)Mark Acton表示，如果持續(xù)運(yùn)營(yíng)是主要目標(biāo)，則企業(yè)首先應(yīng)該確定他們將需要的資源。

他說(shuō)：“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(yīng)配備相同數(shù)量的備用電源。

對(duì)于備用電源，企業(yè)通常會(huì)從少量電量開(kāi)始，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)要求和預(yù)算允許，隨著時(shí)間的推移逐漸增加電量。

Acton說(shuō)：“你可以看看你的電費(fèi)賬單，請(qǐng)記住，如果你試圖消耗比備用系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的更多的電力，它們將會(huì)關(guān)閉。”如果基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行接近設(shè)計(jì)極限，則通常會(huì)縮短電源的使用壽命。

備用電源標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)部署和操作

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

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

Uptime Institute首席技術(shù)官Christopher Brown說(shuō)：“每個(gè)數(shù)據(jù)中心都必須在一段時(shí)間內(nèi)保持自給自足，因?yàn)楣秒娏赡軙?huì)中斷，但是在第1級(jí)，并沒(méi)有冗余。”

數(shù)據(jù)中心內(nèi)備用電源支持分為4級(jí)：

第1級(jí)是基本數(shù)據(jù)中心，具有足夠的功能，通過(guò)任何形式的現(xiàn)場(chǎng)電源支持其IT負(fù)載。

第2級(jí)增強(qiáng)了功能，并至少增加一個(gè)發(fā)電器。

第3級(jí)提供并發(fā)可維護(hù)性，所有組件都是冗余，電源路徑也是冗余。

第4級(jí)完全容錯(cuò);該系統(tǒng)不僅可支持并發(fā)維護(hù)，還可在組件或分發(fā)級(jí)別自主響應(yīng)故障或錯(cuò)誤。

如何選擇數(shù)據(jù)中心備用電源系統(tǒng)

Brown說(shuō)，究竟采用哪種系統(tǒng)來(lái)達(dá)到這些水平完全是另一個(gè)問(wèn)題。通常，管理員應(yīng)該首先討論哪些基礎(chǔ)架構(gòu)足夠關(guān)鍵以至于需要備用電源。

他說(shuō)：“這個(gè)問(wèn)題的答案可能包括照明和HVAC等生命安全功能，以及對(duì)IT設(shè)備的直接支持，而且還必須基于當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)。”

管理員的第一步工作是確定UPS的類型，因?yàn)榇蠖鄶?shù)基礎(chǔ)設(shè)施都無(wú)法在沒(méi)有某種電源的情況下立即啟動(dòng)–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(wèn)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(shuō)：“對(duì)于冷卻器等機(jī)械系統(tǒng)，燃料電池可能已經(jīng)足夠，但是對(duì)于電子設(shè)備，你會(huì)需要進(jìn)行篩選。”這使得UPS變得更加重要。

對(duì)于企業(yè)應(yīng)部署多少數(shù)據(jù)中心備用電源，答案取決于具體的基礎(chǔ)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(shí)間(即IT團(tuán)隊(duì)可在沒(méi)有公用事業(yè)電源的情況下運(yùn)作多長(zhǎng)時(shí)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(shè)施的因素，在這種情況下，穿越時(shí)間必須足以完成這些傳輸?；蛘?，企業(yè)可能需要無(wú)限期運(yùn)營(yíng)，這在重大自然災(zāi)害的情況下可能是必需的。

Brown說(shuō)：“在最低限度，任何系統(tǒng)都需要足夠的UPS來(lái)支持有序關(guān)機(jī)，從而保護(hù)數(shù)據(jù)和設(shè)備。”

對(duì)于臨時(shí)負(fù)載，有些企業(yè)采用基于飛輪的儲(chǔ)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)需要承擔(dān)負(fù)載。Brown警告說(shuō)，這些系統(tǒng)通常只能提供足夠電源14-18秒時(shí)間。

他說(shuō)：“企業(yè)通常將它們與快速啟動(dòng)的電源系統(tǒng)相結(jié)合，該系統(tǒng)可以在10秒左右的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)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(jī)放在使用獨(dú)立燃料供應(yīng)的地方，以減少需要能夠快速上線的發(fā)電機(jī)的需求。大多數(shù)系統(tǒng)還將機(jī)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(dòng)的可能性。

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

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

Brown說(shuō)，備用電源的選項(xiàng)曾經(jīng)非常簡(jiǎn)單，但是多年來(lái)，由于政府法規(guī)和環(huán)境問(wèn)題，企業(yè)面臨越來(lái)越大的壓力，他們需要消除或減少對(duì)柴油發(fā)電機(jī)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(gè)選項(xiàng)仍然是好選擇，它以最小最經(jīng)濟(jì)的包裝提供大的動(dòng)力和可靠性。渦輪機(jī)啟動(dòng)較慢，對(duì)負(fù)載變化的響應(yīng)也不太好。

他補(bǔ)充說(shuō)：“內(nèi)燃機(jī)可能對(duì)環(huán)境不利，但實(shí)際上，它運(yùn)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(shí)都需要內(nèi)燃機(jī)。”

無(wú)論管理員選擇哪種系統(tǒng)，都需要進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，而這些都容易出現(xiàn)機(jī)械或電氣故障。如果系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，則必須在運(yùn)行期間以及使用期間進(jìn)行維護(hù)。作為常規(guī)操作的一部分，團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)測(cè)試數(shù)據(jù)中心備用電源系統(tǒng)并練習(xí)快速關(guān)機(jī)協(xié)議。

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