基于信息機房工程UPS電源的系統供電方式選擇的重要意義探析

吳茹輝

摘 要 信息機房工程中的UPS電源系統對于保證信息機房的穩定持續運行起到了十分重要的作用，文章對于信息機房工程中UPS電源的供電方式的各項指標進行了比較。

關鍵詞 信息機房；UPS電源；供電方式；意義

中圖分類號：TN948 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0105-01

由于社會經濟的發展以及計算機技術的不斷發展，電子信息機房技術在各行業中起到的作用正進一步加強，目前階段保障信息機房工程的持續平穩運作是一項十分重要的工作，由于對其性能要求一再提升，目前許多單位針對這項工程的資金投入量也逐步增加，在此基礎之上如何正確的選擇系統供電方式是當前急需解決的重要問題。

1 UPS系統供電方式

1.1 “N+1”系統供電

“N+1”系統供電，即利用“N+1”臺UPS主機形成一個完備的供電系統，在這些UPS主機之間不存在備用機器，在工作開始時需要全員投入。利用這種連接方式產生的輸出功率通常情況下為系統中各主機的輸出功率之和，并且由于連接方式的關系在某一臺機器出現任何問題時不會對其他機器產生影響，出現問題的機器停止工作時其工作量會由剩余的機器將其均攤，保持供電系統正常穩定的工作狀態。需要注意的是在使用這種方式進行系統供電時，由于連接方式的關系在系統運行時雖然穩定性較強但是系統間一旦出現環流將會影響整個系統的正常工作，所以想要保證其最大限度的穩定需要控制系統中主機的數量，一般不能超過4臺，即N≤3。

1.2 2N雙總線系統供電

2N雙總線系統供電，即利用UPS主機以及其他部件配置兩套完備的UPS系統，兩套系統中的主機數量、輸出功率等均相同，且這兩套系統在工作過程中供電的對象是相對獨立的。這種方式能夠保證在工作過程中一旦某套系統中出現任何故障能夠讓另一套系統接替其完成工作，且大大降低甚至杜絕了系統中產生單點故障的可能。

1.3 模塊化UPS系統供電

模塊化UPS是一種靈活性較強的UPS系統電源結構，此種方式在近幾年剛剛興起，在這一結構中存在大量的UPS模塊，利用模塊構建的供電系統能便捷地實現功能的減少或是增加。從前的模塊化UPS系統供電系統中存在的功能模塊數量較少，只有整流、濾波、變電以及逆變器部分，目前階段已經發展出一種較完善的模塊化UPS，在每一個模塊中都有系統運行所需完整裝置，包括UPS電源以及整體的控制電路。在這種情況下想要保證系統的平穩運作可以利用冗余，架構數量合理的功能模塊即可。

2 正確選擇UPS系統供電方式的重要性

2.1 提升系統工作效率

想要保證供電的持續性與穩定性通常使用的方式就是冗余法，即利用備用設備實現故障的快速解決。在上述方式中，“N+1”系統供電要保證穩定需要實現的是當某臺機器故障時將其工作量平攤至剩余機器中，這就要求其在正常使用過程中需要將每一臺機器的運轉符合限定在一定范圍內，通常不能超過N/（N+1）。但是在控制了UPS主機的正常運轉負載時會產生一個問題，即設備正常運轉過程中設備功能的浪費，會讓其工作效率大幅度下降，同時負載量的減小同時會讓機器自身發熱量增加，持續發熱對設備的使用壽命會產生嚴重負面影響，同時降低了電能的使用效率，不符合當前“節能降耗”的發展要求。而選用模塊化UPS則能將電能的損耗量降至最低，并且還能合理設置備用模塊的數量，有效提升系統運轉時的工作效率。

2.2 降低設備投資成本

不同供電方式中使用的UPS系統是不同的，想要實現400kVA的UPS系統中，成本最小的是“2+1”系統，最大的是雙機雙總線系統，而模塊化UPS系統的投資所需資金量位列第二。需要注意的是，雖然看起來“1+1”系統建設所需資金與單機雙總線系統建設所需資金相同，但事實上由于單機雙總線系統在建設過程中還需要購置STS（靜態轉換開關），所以其成本較“1+1”系統要高一些。在實際應用中應當根據自身需求選用合適的供電方式，實現對設備購置成本的有效控制。

2.3 提升設備的容錯性能

UPS系統在使用過程中的容錯性就是其能夠承受的單點故障最大次數。由其連接方式可知在不同供電方式下的故障承受次數。

容錯性能通常與系統負載存在較強的聯系，而其中容錯性能較好的有兩種，雙機雙總線系統和模塊化UPS系統。在模塊化系統中，當冗余模塊的配置數量越多，其容錯性就會越好。“1+1”系統與單機雙總線系統的容錯率最低，通常情況下只能承受一次故障的發生，而“1+1”系統理論上來說其故障發生概率較單機雙總線要低，因為單機雙總線系統中存在一個接入的設備：STS，這一系統也可能發生故障影響系統的正常運轉。根據自身需求合理進行供電方式的選擇能保障系統容錯率在要求范圍內，保證系統的正常運轉。

2.4 保障系統運轉過程中的可用性

可用性，即用戶在使用產品過程中產生的感受，通常包括產品解決問題的有效性、各項工作進行的便利性以及運行的穩定性等，簡而言之就是用戶體驗。目前想要改善用戶體驗，保證產品的可用性就需要從兩方面的內容入手，產品的平均無故障時間以及產品故障后的修復實踐。目前由于科學技術的發展，能讓絕大部分產品的平均無故障時間基本保證在一定范圍內，所以現階段應當重視的就是產品故障后修復所需的時間。使用傳統UPS電源的系統供電方式時想要進行檢修工作需要將設備的主板等部分拆卸下來進行更換，所需的時間根據技術人員的個人專業素養不同有所不同，通常為幾個小時，有時會長達幾天。而使用新型模塊化系統則能利用在線更換這一方式實現某部分模塊功能的更換，通常只需幾分鐘。

3 結束語

通過上述內容可知，在進行供電方式的選擇時應當根據自身綜合因素進行選取。對于系統性能要求較高的應當選取雙機雙總線系統，對于負載量較大而穩定相要求相對較低的機房則能選擇“N+1”系統，對于未來負載量會逐漸增大的機房則可以采用模塊化UPS系統。

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