數(shù)據(jù)中心備用電源系統(tǒng) 解決停機(jī)問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)

　　By Alan R. Earls

　　隨著公司必須提供更高水平的正常運(yùn)行時(shí)間，數(shù)據(jù)中心備用電源受到更多關(guān)注。 它們也變得越來(lái)越復(fù)雜，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) 4 月研究和市場(chǎng)報(bào)告“數(shù)據(jù)中心電源市場(chǎng) - 2020-2025 年全球展望和預(yù)測(cè)”，不間斷電源 (UPS) 系統(tǒng)是不斷增長(zhǎng)的備用電源系統(tǒng)市場(chǎng)的最大收入貢獻(xiàn)者。然后，市場(chǎng)份額在發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)設(shè)備以及配電單元之間分配。

　　研究人員指出，模塊化、可擴(kuò)展和鋰離子供電 UPS 的廣泛采用可能是未來(lái)幾年的趨勢(shì)。

　　總部位于英國(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)，則組織可以從適當(dāng)調(diào)整所需資源開(kāi)始。

　　“你需要首先確保備用容量的數(shù)量與進(jìn)入的公用電力數(shù)量相匹配，”他說(shuō)。例如，如果一個(gè)數(shù)據(jù)中心從公用事業(yè)公司獲取 50 兆瓦的電力，那么理想情況下，團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該擁有相同數(shù)量的備用電力。

　　組織通常從比必要的更少的權(quán)力開(kāi)始，然后隨著經(jīng)驗(yàn)和預(yù)算的允許隨著時(shí)間的推移而增加。

　　“看看你的水電費(fèi)賬單，記住如果你試圖消耗比你的備用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的更多的電力，它們通常會(huì)關(guān)閉，”Acton 說(shuō)。此外，如果基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行接近設(shè)計(jì)限制，這通常會(huì)縮短電源的使用壽命。

　　實(shí)施和運(yùn)行的備用電源標(biāo)準(zhǔn)

　　Acton 建議管理員參考標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)劃文件來(lái)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)中心備用電源基礎(chǔ)設(shè)施。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，涵蓋數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的各個(gè)方面;以及用于評(píng)估特定用途的電力需求的歐洲 EN 50600 標(biāo)準(zhǔn)。

　　Uptime Institute 還提供有效的指導(dǎo)，以通過(guò)其運(yùn)行冗余和支持層來(lái)構(gòu)建備用電源系統(tǒng)。

　　Uptime Institute 的首席技術(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)自給自足，因?yàn)楣�用電源總是�?huì)消失，但在 I 級(jí)，沒(méi)有進(jìn)一步的冗余。”

　　數(shù)據(jù)中心內(nèi)有四個(gè)備用電源支持層：

　　第一層是一個(gè)基本的數(shù)據(jù)中心，具有足夠的功能來(lái)支持任何類型的現(xiàn)場(chǎng)電源的IT負(fù)載。

　　第二層提升能力，至少增加一臺(tái)發(fā)電機(jī)。

　　第三層提供并發(fā)可維護(hù)性。所有組件都是冗余的，電源路徑也是冗余的。

　　第四級(jí)是完全容錯(cuò)的;該系統(tǒng)不僅可以支持并發(fā)維護(hù)，還可以在組件或分布層自動(dòng)響應(yīng)故障或失效。

　　數(shù)據(jù)中心備用電源系統(tǒng)選擇

　　Brown說(shuō)，究竟采用什么樣的系統(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)設(shè)施足夠重要，需要備用電源。

　　“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，其中一些決策需要基于當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)，”他說(shuō)。

　　第一步是讓管理員決定 UPS 類型，因?yàn)榇蠖鄶?shù)基礎(chǔ)設(shè)施在沒(méi)有某種電源的情況下不會(huì)立即啟動(dòng)——燃料電池系統(tǒng)除外。

　　但某些燃料電池的電能質(zhì)量可能存在問(wèn)題，因此它不能保證連接的數(shù)據(jù)中心備用電源組件。

　　“[燃料電池]對(duì)于冷卻器等機(jī)械系統(tǒng)來(lái)說(shuō)可能已經(jīng)足夠了，但對(duì)于電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，你需要一些過(guò)濾，”Brown說(shuō)。這使得 UPS 的作用更加重要。

　　要找到一個(gè)組織應(yīng)該擁有多少數(shù)據(jù)中心備用電源的答案取決于特定的基礎(chǔ)設(shè)施要求。不同的系統(tǒng)可能需要不同的電能質(zhì)量。穿越時(shí)間(IT 團(tuán)隊(duì)在沒(méi)有公用電源的情況下可以運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間)也因企業(yè)而異。

　　答案取決于數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆苹蚱渌�物理設(shè)施等因素，在這種情況下，穿越時(shí)間必須足以完成這些傳輸。或者一個(gè)組織可能需要無(wú)限期地運(yùn)作，這在發(fā)生重大自然災(zāi)害的情況下可能是必要的。

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

　　對(duì)于臨時(shí)負(fù)載，一些組織采用基于飛輪的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以根據(jù)需要承擔(dān)負(fù)載。Brown警告說(shuō)，它們通常只能提供 14-18 秒的足夠電力。

　　“公司通常將它們與可在 10 秒左右啟動(dòng)并發(fā)電的快速啟動(dòng)電力系統(tǒng)相結(jié)合，”他說(shuō)。

　　超越 UPS

　　為了確保一定的速度和可靠性，一些組織將冗余柴油發(fā)電機(jī)放置在適當(dāng)?shù)奈恢�，并提供單�?dú)的燃料供應(yīng)，以減少對(duì)能夠快速上線的發(fā)電機(jī)的需求。大多數(shù)系統(tǒng)還將油和冷卻液保持在接近工作溫度，以增加平穩(wěn)啟動(dòng)的可能性。

　　“額外成本可能很大，但必須權(quán)衡停機(jī)時(shí)間的巨大成本，”Brown說(shuō)。

　　作為數(shù)據(jù)中心備用電源的柴油發(fā)電機(jī)的其他替代品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)，備用電源選項(xiàng)過(guò)去非常簡(jiǎn)單，但多年來(lái)，由于政府法規(guī)和環(huán)境問(wèn)題，消除或減少對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的依賴的壓力越來(lái)越大;甚至電池也會(huì)受到審查。

　　盡管希望擺脫內(nèi)燃動(dòng)力，但該選項(xiàng)仍然以最小和最實(shí)惠的包裝提供最大的動(dòng)力和可靠性。渦輪機(jī)啟動(dòng)較慢，對(duì)負(fù)載變化也沒(méi)有響應(yīng)。

　　“[內(nèi)燃機(jī)] 可能對(duì)環(huán)境有害，但實(shí)際上并不經(jīng)常運(yùn)行。在 IT 行業(yè)[很少] 公司會(huì)在沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)的情況下建立數(shù)據(jù)中心，”他補(bǔ)充道。

　　然后，無(wú)論系統(tǒng)管理員選擇什么，都有保養(yǎng)和維護(hù)，所有這些都容易出現(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)行期間和使用之間進(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)閉協(xié)議。