論UPS在集裝箱數據中心的應用現狀

龔俊

摘 要:隨著信息技術的發展,對于數據的儲存越來越多的使用了計算機。將UPS電源運用到集裝箱數據中心,可以很好的解決突發性斷電、電壓不穩、高頻干擾等引發的問題。UPS供電方案直接決定了集裝箱數據中心是否能正常的運行。在集裝箱數據中心運用UPS,既節約了成本,也保證了數據庫的安全、可靠。本文將著重探討UPS在集裝箱數據中心的運用。

關鍵詞:UPS電源集裝箱數據中心不間斷供電應用設計

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0022-01

1集裝箱數據中心的介紹

集裝箱數據中心是指將數據中心設在集裝箱內,周圍配備網絡和電源。集裝箱內采用水冷制冷,集裝箱內包括動力電源和機架,較大的節省了空間。

集裝箱數據中心具備高密度、低PUE(Power Usage Effectiveness的簡寫,評價數據中心能源效率的指標)、快速部署和一站式服務的特點。集裝箱數據中心的高密度指的是集裝箱內涵蓋了高密度的計算設備,它基本上可以承載傳統數據中心6倍以上的機柜數量。低PUE指的是集裝箱內冷熱通道分離且全封閉,這樣減少了冷空氣消耗的電力。快速部署指的是集裝箱數據中心不需要企業投放土地、機房建設以及硬件配備,這節約了企業建設數據中心的周期。其一站式專業服務指的是,企業的產品和服務有著良好的運營保障,滿足不同類型消費者的需求。

集裝箱數據中心是一個易運輸、易搭建、周期短、易擴展、高能源效率、適合云計算、不苛求環境的一體化數據中心,滿足現代企業數據中心快速、靈活的需求。

2集裝箱數據中心的建設情況

美國Sun公司最先推出集裝箱數據中心,2007年10月9日推出了Sun BlackBox(黑盒)。它是全球首款集裝箱數據中心,SUN當時的想法是將構成數據中心的一些基本原件,包括計算機硬件、供電和冷卻設備等全部塞到一個20英尺長、8英尺寬、8英尺高的標準集裝箱中。設計理念是:易搬運、成本低、建速快,無場地限制,工期短的建成數據中心。

2009年,思科以推出UCS(統一計算系統)為契機進入數據中心市場,特點是將所有數據中心系統業務中的服務器,包括所有必要的數據路由等打包成一個整體的解決方案。

微軟的集裝箱名為IT-PAC,即“pre-assembled compnent”。它基于更廣泛轉向模塊化、組件化設計的基礎,大大的降低了成本。

富士康和英特爾聯合推出了名為"Patent Cloud"的集裝箱數據中心。2011年4月12日,富士康集裝箱數據中心成為首個對外亮相的集裝箱數據中心。

3集裝箱數據中心UPS的選型要求

UPS系統可以分為后備式、互動式和雙變換在線式。后備式UPS成本低、可靠性高、電路簡單。互動式UPS對穩態的市電異常補償精確,電路和控制系統復雜,工況眾多,可靠性一般。雙變換在線式UPS可以完美的消除電壓波動、波形畸變、頻率波動及干擾對數據中心的影響,是目前數據中心中應用最為廣泛的UPS類型。

UPS產品出現在集裝箱數據中心主要是為了保障IT設備和業務連續性。在選擇UPS的時候,首先要考慮到市電之間或市電與油機切換所需的最長時間。在目前很多數據中心中,這個時間是小于等于15s的。所以針對UPS選型的方法論就是,只要后備時間在15s以上的產品都可以考慮。然后從所有滿足可靠性需求的產品里,選擇TCO(Total cost of ownership是一種公司經常采用的技術評價標準,核心思想是在一定時間范圍內所擁有的包括置業成本(acquisition cost)和每年總成本在內的總體成本。)最低,能效最高,維護工作量最小的。

4集裝箱數據中心內部UPS設計

在集裝箱數據中心,一般采用如下方案:采用輸入配電柜供給UPS市電輸入,再經過UPS系統給輸出配電柜供電,重要關鍵負載(服務器、交換機)由UPS輸出配電柜供電,次要負載(照明、空調、消防設備)由輸入配電柜供電。UPS市電輸入獨立的兩路供電系統,即使其中一路出現了故障,另一路也可以保證供電。同時,在UPS系統中應配置手動維修旁路開關,可以保證對UPS的在線維修,在維修UPS時不影響到用戶的供電。

另外,在設計中我們必須注意以下幾點。

(1)集裝箱中空間狹小,散熱困難,屬于高熱密度解決方案。在使用中,需利用空調來調節集裝箱內部溫度,確保UPS和服務器開啟的前提是空調已經正常運行。停電時,當空調停止運行,UPS也必須停止供電,否則UPS會過熱損壞。針對此需求,提出如下方案:使用環境實時監控系統,設備實時監控系統和自動保護系統,以及遙控關機系統。

(2)對于集裝箱數據中心,UPS和配套電池均安裝在集裝箱內部。在鉛酸電池使用過程中,會有輕微漏氣(氫氣),當設備長期運行之后,積聚的氫氣濃度增加,會引發爆炸危險。因此,要解決好電池組的通風問題。

（3）由于蓄電池在充放電過程中會產生大量的熱。如果環境溫度很高,電池內部積累的熱量就難以散發出去,容易產生惡性循環,發展為熱失控,導致蓄電池受到嚴重損傷。所以,集裝箱數據中心的內部環境溫度必須進行實時恒溫控制。

5結語

近年來,集裝箱數據中心越來越多的進入了各大廠商及公司視線,而UPS設備作為供電核心的作用也越發重要。因此,我們有必要掌握UPS電源系統的理論及使用管理,使其在集裝箱數據中心里得到合理的運用。

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