IDC等數據中心隨著業務的飛速發展,對業務的重要性和可用性要求逐漸提高,過去對供電系統的可用性要求為99.9%~99.999%,采用的方案為單機UPS工作,或串聯UPS工作,或N+1并聯工作。99.9%~99.999%的可用性,年平均的不可用時間為8.76小時~5.3分鐘,顯然這種故障時間不能達到當前IDC等數據中心的要求。為了提高數據中心的可用性,必須提升UPS供電的可靠性,徹底提高UPS供電系統的可用性。在UPS單機供電方案,或UPS串聯方案,或UPS并機方案中,均存在輸出單點故障瓶頸問題。
美國IDC的研究表明,在UPS供電中,影響供電可靠性的大因數在于輸出的配電系統,包括開關跳閘、保險燒毀、電路短路等供電回路故障:79%來源于UPS輸出與負載之間的供電線路上的故障(保險“燒毀”,斷路器“跳閘”,負載“短路”,由施工/老鼠咬所造成的“開路”故障等);11%來源于UPS和電池組;其他故障占10%。
現如今,為了解決配電回路的故障,就要將服務器等設備的電源配置成N+X冗余電源系統,如采用1+1電源模塊。服務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,每個電源平均輸出一部分功率,從而使每臺電源都處于輕松的負荷狀態,這樣有利于電源穩定工作。若其中一臺發生故障,則另外幾臺就會在沒有任何影響的情況下接替服務器的工作,并通過燈光或聲音告警。此時,可以在不關閉系統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因電源損壞而產生的停機現象。
為配合服務器電源的配置,佳的IDC數據中心的供電方案應該采用雙路UPS組成的雙母線供電系統,徹底解決供電回路單點故障瓶頸。
顯然,這種雙路UPS組成的雙母線供電系統,與服務器等設備的雙路冗余電源實現的佳配合,同時徹底解決了供電的79%的故障概率問題。此外,雙路UPS組成的雙母線UPS供電系統,實現了系統可以在線擴容、在線維護等要求。
對于網絡交換機等單電源設備,采用靜態切換開關STS供電,當一路UPS或回路故障時,STS無縫切換到另外一路UPS供電回路上,同樣為單電源設備提供了雙路的電源供應。
在大型數據中心中,為確保可用性要求達到99.99999%,采用從市電輸入到負載輸入之間所有回路/設備的完全冗余工作。
金融行業中的銀行、證券及監管部門等系統機構眾多,地域分散,其應用系統和網絡復雜且龐大,可靠性要求高。一般金融行業系統根據規模,從總部到營業網點可分3到5級機構,基本都為樹狀結構。一般總部數據中心是數據交換中心和備份中心;省市數據中心是業務支撐中心;地市、業務部門和網點的數據中心為業務系統前端。其網絡系統涵蓋了大、中、小型數據中心,系統可靠性要求高。因而復雜的金融行業網絡系統中,大量應用了高可靠性的大、中、小型數據中心網絡能源解決方案。江南農村商業銀行就是典型這種金融行業。
科士達UPS針對江南銀行的行業要求設計了一套完善的電源解決方案,通過保護和凈化電源,使用戶的整個系統始終處于高安全、高可靠性的狀態。
在金融行業中,科士達UPS多用于核心業務系統的電力保障,因而對容量和可靠性都有特殊需求。
銀行的總行或省級分行的業務主要是業務管理,包含數據中心、信息中心、清算中心、監管中心等業務范圍,使用的硬件設備、服務器等為心臟重地,且多為大型設備,重要性非常高。本方案針對某銀行的總行或省級分行的客戶應用需求設計,并從系統實施效果、特點、成本等不同角度進行分析。
需求說明
經與用戶的人員反復溝通,用戶對UPS有如下的要求。
1. UPS初負載不超過200KVA,但后期運行有可能會擴展到300KVA~400KVA之間,但總容量不超過400KVA。方案必須有冗余設計,并且擴容時不允許負載斷電。
2. 能配合原有發電機,作為供電或配電的故障冗錯配置,保障供電順暢。
3. 某臺UPS發生故障時,該故障UPS的電池能轉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間。
4. 對所有UPS所使用的電池,有防漏液偵測的告警功能,以免引起火災事故。
5. 對地震、火災等緊急事故能提供遠端或近端的遙控快速關機功能,以避免在緊急事故中發生更嚴重的損失。
6. 機房空間有限,設備能以省空間的方式部署,以利節省空間,并且對承重的考量能兼顧,避免發生樓層結構的破壞。
7. 遇有UPS故障,UPS在不帶電維修時,仍可繼續向負載供電,并保障供電可靠。
8. 需提供監控軟件,以通過以太網絡進行遠程的網絡監控,并能同時監控多臺UPS,以便集中監控。
9. 對電池提供溫度補償的充電功能,并進行定期自動充放電,放電的時間或電池電壓的放電深度能由用戶的維護人員進行遠程的設定與控制。
10. 需確保售后服務,供應商必須提供完善的售前、售后服務方案。
方案設計重點
依據上述用戶的10大應用需求,本公司提出了一個可動態擴展的電源解決方案。下面依據每條應用需求進行說明。
1. 針對第1項需求,設計采用3臺200KVA并聯冗余的解決方案。因為初期負載不足200KVA,先配置2臺200KVA UPS并聯作為1+1冗余的應用方案。在未來擴增1臺再并聯時,可在線直接并聯第3臺200KVA,使系統變成3臺200KVA并聯,作為2+1冗余的應用。
2. 為配合第2點需求,并結合發電機的使用,UPS規劃以自動切換開關作為原有發電機與市電的切換設計。
3. 為滿足用戶的第3點需求,設計3臺UPS共享3組電池(每組電池即為原配給每臺UPS各1小時放電時間的電池),此3組電池直接并聯,并在并聯后直接并入3臺UPS的電池輸入端。