IDC等數(shù)據(jù)中心隨著業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展,對(duì)業(yè)務(wù)的重要性和可用性要求逐漸提高,過(guò)去對(duì)供電系統(tǒng)的可用性要求為99.9%~99.999%,采用的方案為單機(jī)UPS工作,或串聯(lián)UPS工作,或N+1并聯(lián)工作。99.9%~99.999%的可用性,年平均的不可用時(shí)間為8.76小時(shí)~5.3分鐘,顯然這種故障時(shí)間不能達(dá)到當(dāng)前IDC等數(shù)據(jù)中心的要求。為了提高數(shù)據(jù)中心的可用性,必須提升UPS供電的可靠性,徹底提高UPS供電系統(tǒng)的可用性。在UPS單機(jī)供電方案,或UPS串聯(lián)方案,或UPS并機(jī)方案中,均存在輸出單點(diǎn)故障瓶頸問(wèn)題。
美國(guó)IDC的研究表明,在UPS供電中,影響供電可靠性的大因數(shù)在于輸出的配電系統(tǒng),包括開關(guān)跳閘、保險(xiǎn)燒毀、電路短路等供電回路故障:79%來(lái)源于UPS輸出與負(fù)載之間的供電線路上的故障(保險(xiǎn)“燒毀”,斷路器“跳閘”,負(fù)載“短路”,由施工/老鼠咬所造成的“開路”故障等);11%來(lái)源于UPS和電池組;其他故障占10%。
現(xiàn)如今,為了解決配電回路的故障,就要將服務(wù)器等設(shè)備的電源配置成N+X冗余電源系統(tǒng),如采用1+1電源模塊。服務(wù)器的電源冗余一般配備雙份或多份支持熱插拔的電源。正常工作時(shí),每個(gè)電源平均輸出一部分功率,從而使每臺(tái)電源都處于輕松的負(fù)荷狀態(tài),這樣有利于電源穩(wěn)定工作。若其中一臺(tái)發(fā)生故障,則另外幾臺(tái)就會(huì)在沒(méi)有任何影響的情況下接替服務(wù)器的工作,并通過(guò)燈光或聲音告警。此時(shí),可以在不關(guān)閉系統(tǒng)的前提下更換損壞的電源,所以采用熱插拔冗余電源可以避免系統(tǒng)因電源損壞而產(chǎn)生的停機(jī)現(xiàn)象。
為配合服務(wù)器電源的配置,佳的IDC數(shù)據(jù)中心的供電方案應(yīng)該采用雙路UPS組成的雙母線供電系統(tǒng),徹底解決供電回路單點(diǎn)故障瓶頸。
顯然,這種雙路UPS組成的雙母線供電系統(tǒng),與服務(wù)器等設(shè)備的雙路冗余電源實(shí)現(xiàn)的佳配合,同時(shí)徹底解決了供電的79%的故障概率問(wèn)題。此外,雙路UPS組成的雙母線UPS供電系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)可以在線擴(kuò)容、在線維護(hù)等要求。
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等單電源設(shè)備,采用靜態(tài)切換開關(guān)STS供電,當(dāng)一路UPS或回路故障時(shí),STS無(wú)縫切換到另外一路UPS供電回路上,同樣為單電源設(shè)備提供了雙路的電源供應(yīng)。
在大型數(shù)據(jù)中心中,為確?捎眯砸筮_(dá)到99.99999%,采用從市電輸入到負(fù)載輸入之間所有回路/設(shè)備的完全冗余工作。
金融行業(yè)中的銀行、證券及監(jiān)管部門等系統(tǒng)機(jī)構(gòu)眾多,地域分散,其應(yīng)用系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜且龐大,可靠性要求高。一般金融行業(yè)系統(tǒng)根據(jù)規(guī)模,從總部到營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)可分3到5級(jí)機(jī)構(gòu),基本都為樹狀結(jié)構(gòu)。一般總部數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)交換中心和備份中心;省市數(shù)據(jù)中心是業(yè)務(wù)支撐中心;地市、業(yè)務(wù)部門和網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)據(jù)中心為業(yè)務(wù)系統(tǒng)前端。其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)涵蓋了大、中、小型數(shù)據(jù)中心,系統(tǒng)可靠性要求高。因而復(fù)雜的金融行業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,大量應(yīng)用了高可靠性的大、中、小型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)能源解決方案。江南農(nóng)村商業(yè)銀行就是典型這種金融行業(yè)。
科士達(dá)UPS針對(duì)江南銀行的行業(yè)要求設(shè)計(jì)了一套完善的電源解決方案,通過(guò)保護(hù)和凈化電源,使用戶的整個(gè)系統(tǒng)始終處于高安全、高可靠性的狀態(tài)。
在金融行業(yè)中,科士達(dá)UPS多用于核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的電力保障,因而對(duì)容量和可靠性都有特殊需求。
銀行的總行或省級(jí)分行的業(yè)務(wù)主要是業(yè)務(wù)管理,包含數(shù)據(jù)中心、信息中心、清算中心、監(jiān)管中心等業(yè)務(wù)范圍,使用的硬件設(shè)備、服務(wù)器等為心臟重地,且多為大型設(shè)備,重要性非常高。本方案針對(duì)某銀行的總行或省級(jí)分行的客戶應(yīng)用需求設(shè)計(jì),并從系統(tǒng)實(shí)施效果、特點(diǎn)、成本等不同角度進(jìn)行分析。
需求說(shuō)明
經(jīng)與用戶的人員反復(fù)溝通,用戶對(duì)UPS有如下的要求。
1. UPS初負(fù)載不超過(guò)200KVA,但后期運(yùn)行有可能會(huì)擴(kuò)展到300KVA~400KVA之間,但總?cè)萘坎怀^(guò)400KVA。方案必須有冗余設(shè)計(jì),并且擴(kuò)容時(shí)不允許負(fù)載斷電。
2. 能配合原有發(fā)電機(jī),作為供電或配電的故障冗錯(cuò)配置,保障供電順暢。
3. 某臺(tái)UPS發(fā)生故障時(shí),該故障UPS的電池能轉(zhuǎn)接給其余正常工作的UPS使用,以保障所投資電池的使用率及享有充足的放電時(shí)間。
4. 對(duì)所有UPS所使用的電池,有防漏液偵測(cè)的告警功能,以免引起火災(zāi)事故。
5. 對(duì)地震、火災(zāi)等緊急事故能提供遠(yuǎn)端或近端的遙控快速關(guān)機(jī)功能,以避免在緊急事故中發(fā)生更嚴(yán)重的損失。
6. 機(jī)房空間有限,設(shè)備能以省空間的方式部署,以利節(jié)省空間,并且對(duì)承重的考量能兼顧,避免發(fā)生樓層結(jié)構(gòu)的破壞。
7. 遇有UPS故障,UPS在不帶電維修時(shí),仍可繼續(xù)向負(fù)載供電,并保障供電可靠。
8. 需提供監(jiān)控軟件,以通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,并能同時(shí)監(jiān)控多臺(tái)UPS,以便集中監(jiān)控。
9. 對(duì)電池提供溫度補(bǔ)償?shù)某潆姽δ,并進(jìn)行定期自動(dòng)充放電,放電的時(shí)間或電池電壓的放電深度能由用戶的維護(hù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程的設(shè)定與控制。
10. 需確保售后服務(wù),供應(yīng)商必須提供完善的售前、售后服務(wù)方案。
方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)
依據(jù)上述用戶的10大應(yīng)用需求,本公司提出了一個(gè)可動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的電源解決方案。下面依據(jù)每條應(yīng)用需求進(jìn)行說(shuō)明。
1. 針對(duì)第1項(xiàng)需求,設(shè)計(jì)采用3臺(tái)200KVA并聯(lián)冗余的解決方案。因?yàn)槌跗谪?fù)載不足200KVA,先配置2臺(tái)200KVA UPS并聯(lián)作為1+1冗余的應(yīng)用方案。在未來(lái)擴(kuò)增1臺(tái)再并聯(lián)時(shí),可在線直接并聯(lián)第3臺(tái)200KVA,使系統(tǒng)變成3臺(tái)200KVA并聯(lián),作為2+1冗余的應(yīng)用。
2. 為配合第2點(diǎn)需求,并結(jié)合發(fā)電機(jī)的使用,UPS規(guī)劃以自動(dòng)切換開關(guān)作為原有發(fā)電機(jī)與市電的切換設(shè)計(jì)。
3. 為滿足用戶的第3點(diǎn)需求,設(shè)計(jì)3臺(tái)UPS共享3組電池(每組電池即為原配給每臺(tái)UPS各1小時(shí)放電時(shí)間的電池),此3組電池直接并聯(lián),并在并聯(lián)后直接并入3臺(tái)UPS的電池輸入端。