Veri merkezi bilgisayar odasının güç kaynağı modu hakkında tartışma
IDC odasının yapımında kuşkusuz güç sisteminin yapımı en büyük önceliktir.Çeşitli işletmelerin gelişimi ve çeşitli sunucuların istikrarlı çalışması, kararlı, güvenilir ve kesintisiz güç kaynağından ayrılamaz.Bu makale, IDC odasındaki çeşitli güç sistemi yapılarının temel ilkelerini, avantajlarını ve dezavantajlarını ve fizibilitesini kısaca tartışmaktadır.
1、 Güç kaynağı için IDC odası talebi aşağıdaki özelliklere sahiptir
1. Güç kaynağı için yüksek güvenilirlik
IDC'nin müşterileri genellikle kurumsal müşterilerdir ve hatta bazıları portal web siteleridir.Yük kesintiye uğrarsa, IDC hizmet sağlayıcıları büyük kayıplarla karşı karşıya kalacaklardır, bu nedenle güç kaynağının güvenilirliği için yüksek gereksinimleri vardır.
2. Büyük yük kapasitesi
IDC bilgisayar odası inşaat yatırımı çok büyük ve önümüzdeki birkaç yıldaki iş büyümesini hesaba katacak, bu nedenle yeterince büyük bir iş hacmi üstlenebilmelidir.Genel olarak, bir makine odasına yaklaşık 50-100 raf yerleştirilir ve her rafın yükü yaklaşık binlerce watt'tır.Bu nedenle, bir makine dairesinin yükü yaklaşık yüz ila binlerce watt'tır.Bir IDC merkezi birden fazla makine odası inşa edebilir.
3. Nispeten merkezileştirilmiş güç kaynağı modu
Riskleri paylaşmak ve merkezi güç kaynağı yönetiminin uygunluğunu hesaba katmak için, genellikle bir bilgisayar odasının yaklaşık yüz ila binlerce kilovatlık yük kapasitesine göre değerlendirilir.
4. Ekipmanın harmonik kirliliği için yüksek gereksinimler
Devletin enerji tasarrufu ve çevre koruma konusundaki artan gereksinimleri ile telekom operatörleri olumlu yanıt veriyor.Aynı zamanda, IDC odası, güç kaynağı ünitelerinin ana odak noktası olan büyük bir güç kullanıcısıdır.Bir trend olan harmoniklere yüksek derecede dikkat eder.
2、 Geleneksel UPS güç kaynağı çözümü
Geleneksel veri iletişim ekipmanı, genellikle belediye güç kaynağıyla aynı voltaj ve frekansta, yani 220V, 50Hz tek fazlı AC güç kaynağı olan AC giriş güç kaynağı gerektirir.Geleneksel veri iletişim ekipmanının güç kaynağı sistemi UPS sistemidir.UPS sistemi genel olarak doğrultucu, evirici, akü ve statik anahtardan oluşmaktadır.Şebeke gücü normal olduğunda, invertörü beslemek ve aynı zamanda pili şarj etmek için şebeke gücü doğrultucu aracılığıyla DC gücüne dönüştürülür.İnverter, yük sağlamak için DC gücünü AC gücüne dönüştürür.KGK arızası durumunda yük, statik anahtar aracılığıyla ana şebeke güç kaynağına çevrilebilir.Uzun süreli şebeke elektriği kesintisi durumunda, yedek jeneratör seti güç sağlayacaktır.
IDC odasındaki ekipman tek fazlı güç kaynağı ile besleniyor olsa da, güç gitgide büyüyor ve tek fazlı KGK'nın gücü çok fazla yapılamıyor, bu da sınırlı.Çözüm, güç kaynağı için üç fazlı UPS kullanmaktır, güç genellikle üç faza bölünür ve güç kaynağının güvenilirliğini çözmek için UPS aynı anda birleştirilir.UPS en sonunda invertör aracılığıyla veri ekipmanına güç sağladığından, invertör ve anahtarlama parçası arızalanırsa, pil doğrudan veri ekipmanına güç sağlamaz, bu da veri ekipmanının kesintiye uğramasına neden olur.
Birkaç yaygın UPS güç kaynağı modu
1. Tandem etkin yedekleme
Bu UPS güç kaynağı modu, tek nokta arızasını ortadan kaldırır ve gerçekleştirilmesi kolaydır, ancak aynı anda yalnızca bir UPS yüklenir.Bu nedenle, zayıf aşırı yük kapasitesi ve şu anda nadiren kullanılan ana ve yedek makinelerin eşit olmayan yaşlanması sorunlarına sahiptir.
2. Paralel artıklık
Bu UPS güç kaynağı modunun en büyük avantajı, yükün eşit olarak bölünebilmesidir.Herhangi bir UPS arızalanırsa, kesilecektir.UPS sistemi, herhangi bir anahtarlama olmaksızın hala çevrimiçi modda çalışabilir.Yüke göre UPS eklenerek sistem kapasitesi genişletilebilir.
3. Çift veri yolu güç kaynağı modu
Bu UPS güç kaynağı modunun en büyük özelliği, STS aracılığıyla sırasıyla ikili güç yüklerine veya tekli güç yüklerine sağlanan karşılıklı olarak etkilenmeyen iki güç kaynağı veri yolunu aynı anda sağlamasıdır.Bu yöntem aynı zamanda tek hata noktasını da ortadan kaldırır, ancak güç kaynağı şemasıyla sınırlıdır, LBS (senkron kontrol) ve STS (iki yönlü anahtarlama) eklenir, böylece hata noktası da eklenir.
UPS güç kaynağı şemasının avantajları:
Teknik şema olgunlaşmıştır ve şu anda yaygın olarak kullanılmaktadır.
AC çıkışı, ark çekmek kolay değil.
UPS güç kaynağı şemasının dezavantajları:
Paralelleştirmek zordur ve voltaj, frekans ve faz senkronizasyonu gereklidir.
Sistem tasarımı karmaşıktır ve birçok tek hata noktası vardır
Birçok dönüşüm aşaması vardır ve verimlilik nispeten düşüktür
Yüksek giriş harmoniği ve düşük güç faktörü
3、 48V veriyolu paylaşımlı hibrit sistem çözümü
Bu güç kaynağı sisteminin yapısı, DC yük ve AC yük güç kaynağı sistemlerinin giriş güç kaynağı olarak 48V veriyolu kullanması ile karakterize edilir.Şebeke kesintisi veya doğrultucu arızası durumunda, akü çıkış barasına paralel bağlandığından - 48V bara güç kaynağı kesintisizdir.DC yükü doğrudan - 48V bus ile beslenir ve AC yükü invertör tarafından çalıştırılır, yani - 48V DC güç kaynağı ile beslenen invertör up'lerin yerini alır.
Hibrit sistem çözümünün avantajları:
Teknoloji olgun.48V güç kaynağı, saf çıkışa sahip gerçek bir kesintisiz güç kaynağıdır, bu nedenle sistemin genel kararlılığı iyileştirilir.Ark çekmek kolay değildir ve güvenliği yüksektir.
Hibrit sistem çözümünün dezavantajları:
AC yükünün güç zincirinde, güç dönüşüm sayısı artar ve voltaj düşüktür ve akım büyüktür, bu da kaybı artırır ve sistem verimliliğini azaltır.
Bu güç kaynağı sistem yapısı, yalnızca AC yükünün orta ve küçük güç olduğu durumlarda geçerlidir.
4, Doğrultucu tipi RAC yüksek voltajlı güç kaynağı çözümü
2001 yılında Intelec tarafından yayınlanan yeni telekom ağları ve hizmetleri için en iyi yeni güç kaynağı ve 2000 yılında yayınlanan Telekom ve Veri İletişimini birleştiren RAC güç kaynağı teknolojisi üzerine yeni araştırma ile temsil edilen France Telecom bunu denedi.RAC güç kaynağı sistemi, geleneksel 48V DC güç kaynağı sistemine benzer şekilde, DC veriyolu, aslında DC titreşimli olan düzeltilmiş veriyolu ile değiştirilir.Sistem, doğrultucu köprü, yüksek voltajlı pil takımı, pil anahtarı, şarj cihazı vb.'den oluşur. Bu RAC güç kaynağı sisteminin giriş harmonik akım bastırma ve güç faktörünün dengelenmesi gerekir ve harmonik bastırıcı RAC'ye paralel olarak bağlanmalıdır. otobüs.
Rac yüksek voltajlı güç kaynağı çözümünün avantajları:
Tüm güç kaynağı devresinde düşük kayıp ve yüksek verimlilik ile yalnızca bir dönüşüm aşaması vardır;Pil şarj cihazı yalnızca pili çevrimdışı şarj etmek için kullanılır, bu nedenle küçük kapasiteli ve düşük maliyetlidir.Rac yüksek voltajlı güç kaynağı çözümünün dezavantajları:
Yüksek gerilim ve yüksek güvenlik standartları benimsenmiştir;Daha sıkı pil yönetimi gerektiren çok sayıda tekli pil kullanılır.
5、 Yüksek voltajlı DC güç kaynağının fizibilitesi üzerine tartışma
Veri ekipmanının dahili güç kaynağı durumu, bilgisayar ana bilgisayarının, ekranın, yazıcının ve diğer elektrikli ekipmanın dahili güç kaynağının güç kaynağını değiştirmesidir.AC 220V girişi doğrultulur ve DC 300V'ye filtrelenir ve daha sonra her parça için güç sağlamak üzere güç anahtarı tüpü ve anahtarlama transformatörü aracılığıyla indirgenir ve düşük voltaja sabitlenir.Genellikle AC voltajı 110-250V arasındadır ve doğrultma ve filtreleme sonrası DC voltajı 150v-340v arasındadır.Dolayısıyla bu ekipmanlara 150v-340v DC gerilim girişi yapılırsa ekipman normal şekilde çalışabilir.Nominal voltajın 228v ~ 280v (19 veya 20 yedek 12V pil) aralığında olduğu göz önüne alındığında, DC gücü köprü doğrultucu devresinden ve filtrelemeden geçtikten sonra hala 228v ~ 280v ve 150v-340v arasındadır, bu nedenle anahtarlama güç kaynağı hala normal çalışabilir, Mevcut deneyler, veri ekipmanı yaklaşık dc270v girdileri olduğunda etkinin iyi olduğunu göstermektedir.
6、 Yüksek voltajlı DC güç kaynağı sisteminin 1. Çözümü
Yüksek voltajlı DC tedarikçi şeması I'in AC girişi, doğrultucu devresi, depolama pili ve şarj cihazı, RAC güç kaynağı sistemi ile aynıdır.Aradaki fark, Rac güç kaynağı sisteminin merkezi yüksek güçlü DC / DC dönüştürücüye doğrudan RAC sağlaması ve ardından bunu kararlı yüksek voltajlı dc270v'ye dönüştürmesidir.Japon NTT firması bu sistemi test etti.AC giriş gücünün kesilmesi durumunda akü, DC anahtarı ve yüksek güçlü DC / DC dönüştürücü aracılığıyla yük ekipmanına 270V DC sağlar.
Bu güç kaynağı sisteminin avantajları:
Özellikle yük ekipmanının gücü büyük olduğunda yüksek güvenilirlik ve verimlilik;Düşük maliyetli;
Bu güç kaynağı sisteminin dezavantajları:
Yüksek voltaj, yüksek akım ve yüksek güvenlik standartları ile tek yüksek güçlü DC / DC benimsenmiştir;Daha sıkı pil yönetimi gerektiren çok sayıda pil kullanılır.
7、 HVDC güç kaynağı sisteminin II. Çözümü
Bu şema, yerli telekom operatörlerinin IDC odasındaki güç kaynağını iyileştirmesi için bir deneme güç kaynağı sistemidir.İlk temsilci Yancheng Telekom oldu.Şimdi bazı telekom şubeleri ve mobil şubeler denedi.Geleneksel 48V güç kaynağı sistemine benzer şekilde, çoklu paralel yedekli redresörler ve pillerden oluşur.Normal koşullar altında doğrultucu, telekomünikasyon ekipmanını beslemek ve aynı anda pili şarj etmek için şebeke gücünü 270V DC güce dönüştürür.Şebeke elektriğinin kesilmesi durumunda, pil telekomünikasyon ekipmanına güç sağlamak için boşalır.Uzun süreli şebeke elektriği kesintisi durumunda, yedek jeneratör seti güç sağlayacaktır.Geleneksel - 48V DC güç kaynağı sisteminde olduğu gibi, pil bekleme süresi 1 ~ 24h ve tipik pil bekleme süresi 1 ~ 3H'dir.Bu yüksek voltajlı DC güç kaynağı sisteminin avantajları, denemeye tam olarak yansımıştır.
Bu güç kaynağı sisteminin avantajları:
Güvenilirlik: Güç kaynağının modüler çıkışı ve pil, yüke güç sağlamak için doğrudan paralel olarak bağlanır, pil doğrudan çıkış veri yoluna paralel olarak bağlanır ve veriyolu güç kaynağı kesintisizdir.Hiyerarşik dağıtılmış kontrol benimsenmiştir ve hata yayılımını önlemek için hata durumunda doğrultucu modülü ve CSU bağımsız olarak kontrol edilir.
Kolay bakım: kolay paralel çalışma, modüler güç kaynağı tasarımı, çalışırken takılabilir destek, kolay değiştirme, hiyerarşik dağıtılmış kontrol, doğrultucu modülü ve CSU, kolay bakım için bağımsız olarak kontrol edilebilir.
Akıllı yönetim: geleneksel 48V DC güç kaynağı sistemi gibi, sistem yönetimi de kapsamlı bir akıllı yönetim modunu benimser;Pil bölümünün yönetimi mükemmeldir, bu da pilin hizmet ömrünü etkili bir şekilde uzatır.
Harmonik parazit yok ve kolay kapasite genişletme: bilgisayarlar ve sunucular için artık faz ve frekans sorunu olmayan DC girişi benimsenmiştir.Çok makineli paralel bağlantı, harmonik parazit olmadan basit ve kolay hale gelir.
Güvenlik: şönt çıkışının ve veri yolunun yalıtım durumunu gerçek zamanlı olarak yüksek güvenlikle izlemek için standart elektrik kabini benimsenmiştir.
Maliyet performansı: Aynı kapasiteye sahip sistem için, yüksek voltajlı DC güç kaynağı sistemi, düşük yatırım ve yüksek maliyet performansına sahip n + 1 modunu benimser.
Bu güç kaynağı sisteminin dezavantajları:
Bu güç kaynağı sistemi DC özel bileşenleri gerektirir;Cihaz ark söndürme için yüksek gereksinimler;Yüksek voltaj ve sıfır geçiş olmaması nedeniyle güvenlik için yüksek gereksinimleri vardır.
7、 HVDC güç kaynağı sisteminin 3. Çözümü
Yüksek voltajlı DC güç kaynağı sisteminin 3. şeması şema 2'ye benzerdir. Aradaki fark, şema 3'teki güç kaynağı sisteminin DC çıkış voltajını 400V'a yükseltmek için bir yükseltme devresi eklemesidir (bu benzer güç kaynağı sistemi, şemada deneysel bir noktaya sahiptir. 350V DC voltajı olan mobil şirket).Özel bir yüksek voltajlı sunucu güç kaynağıdır.Şu anda, bu sunucu hala geliştirme aşamasındadır.Sistemin yüksek çıkış voltajı nedeniyle, kullanımda olan bazı sunucular kullanılamamaktadır, ancak bazı üstün avantajları nedeniyle gelecekte bir gelişme trendi haline gelebilir.
Bu şemanın güç kaynağı sisteminin avantajları:
Modüler güç kaynağı, doğrudan yüke bağlı akü, kesintisiz veri yolu güç kaynağı;En yüksek güç verimliliği ve en fazla enerji tasarrufu;Çıkış DC'dir, hız faktörü ve harmonik problemler olmadan, maksimum yük kapasitesi ile;En küçük güç kaynağı kablosu maliyetten ve yerden tasarruf sağlar.
Bu şemanın güç kaynağı sisteminin dezavantajları:
Arızanın kurulumu ve kaldırılması, ark oluşumuna neden olmak kolaydır;Güvenlik için yüksek gereksinimler ve cihazlar için yüksek gereksinimler.
çözüm
Telekomünikasyon teknolojisinin hızlı gelişimi, güç kaynağı ekipmanı teknolojisinin ilerlemesini desteklemiştir.Yüksek voltajlı DC güç kaynağı sisteminin Şema 2 ve Şema 3, yüksek güvenilirlikleri ve yüksek verimlilikleri nedeniyle yüksek ekipman gücüne sahip durumlarda IDC odası güç kaynağı için özellikle uygundur.Şema 2, mevcut sunucu için uygundur ve ayrıca IDC odasındaki güç kaynağının dönüştürülmesi için en uygun şemadır.Şema 3, IDC odasındaki ekipman güç kaynağının gelişme eğilimi olabilir.IDC odasındaki en iyi güç kaynağı sistemi nedir, hala derinlemesine tartışmaya ve araştırmaya değer ve sonunda uygun bir şema bulunacaktır.