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集中式與分布式UPS之比較

時(shí)間:2015-05-29 10:05:00來(lái)源:中達(dá)電通股份有限公司

導(dǎo)語(yǔ):?臺(tái)達(dá)電源解決方案

一、簡(jiǎn)介

只要有電力不中斷的需求,就需要使用不間斷電源系統(tǒng)(UPS)。UPS好比是電力的中間商,不論組織規(guī)模大小或電力消耗如何急劇變化,都能協(xié)助基礎(chǔ)建設(shè)提供連續(xù)不中斷的電力。UPS備用電力的傳統(tǒng)部署方式有集中式與分布式兩種類(lèi)型,但以技術(shù)觀點(diǎn)看,其目的都一樣——即要讓電力不停歇地流動(dòng),尤其是在供電狀況惡劣的時(shí)候,如產(chǎn)生電壓突波、電壓下降、完全停電、頻率差異及其他電力問(wèn)題時(shí)。

雖然目的相同,但兩者解決問(wèn)題的方式互異。兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn),需要根據(jù)組織的長(zhǎng)期或短期需求而定。對(duì)于交通、政府機(jī)構(gòu)、IT及金融服務(wù)業(yè)等需依賴(lài)電力提供穩(wěn)定的高能見(jiàn)度并具有高耗能的產(chǎn)業(yè),在企業(yè)內(nèi)部與外部都對(duì)電力供應(yīng)有急切需求,維持持續(xù)且充足的電力供應(yīng)是其第一要?jiǎng)?wù)。

后續(xù)章節(jié)將針對(duì)集中式與分布式UPS所提供的不同方式的靈活性,討論應(yīng)如何配合既有需求及未來(lái)成長(zhǎng)來(lái)設(shè)計(jì)其電力保護(hù)的規(guī)模。

二、分布式UPS

分布式UPS不是被直接安裝在服務(wù)器機(jī)架上,就是被裝在服務(wù)器機(jī)架旁邊,導(dǎo)致(極可能)所有服務(wù)器都連接著UPS硬件,硬件與服務(wù)器之間僅剩極少空間或毫無(wú)空間。如果將分布式UPS比作是在一塊區(qū)域內(nèi)每隔4.5公尺就配置一個(gè)的火炬照明信道,那么集中式UPS則可被比作能照亮30公尺半徑區(qū)域的大型閃光燈。當(dāng)分布式UPS火炬的其中之一熄滅時(shí),只會(huì)使其周?chē)?.5公尺范圍變暗;但如果大型閃光燈暫時(shí)熄滅了,所有事物都會(huì)漆黑一片。

1、可靠性:近接性強(qiáng)度

對(duì)企業(yè)的IT網(wǎng)絡(luò)和供電系統(tǒng)而言,服務(wù)器和與其關(guān)聯(lián)的UPS之間的距離越大,電力面臨的風(fēng)險(xiǎn)就越高,例如會(huì)發(fā)生噪聲干擾、接地及/或接線松脫等問(wèn)題。由于分布式UPS被直接安裝在伺服機(jī)架上或旁邊,縮短了彼此間的距離,沿電力線鏈路發(fā)生的配線故障機(jī)率就可大幅降低。藉由沿著整體網(wǎng)絡(luò)來(lái)配置自給式輔助電源,就能防止集中式UPS部署所可能產(chǎn)生的大規(guī)模電力中斷問(wèn)題。

2、簡(jiǎn)易安裝與整合

重量輕并具有較高機(jī)動(dòng)性的特色,使分布式UPS的安裝與移動(dòng)極為簡(jiǎn)易,因此成為需要較高機(jī)動(dòng)性數(shù)據(jù)中心的理想選擇。高近接性的服務(wù)器機(jī)架也使分布式UPS在以太網(wǎng)絡(luò)的連接方面占有優(yōu)勢(shì)。

3、適合小型組織的更佳成本控制

由于分布式UPS的設(shè)計(jì)并非供整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用,而僅是網(wǎng)絡(luò)之中的一處服務(wù)器機(jī)架,因此采購(gòu)這項(xiàng)解決方案的初設(shè)預(yù)付支出遠(yuǎn)低于集中式UPS。集中式UPS的成本常對(duì)中小型企業(yè)造成殺傷力,而小型UPS的壽命則與服務(wù)器硬件相當(dāng),使組織可以經(jīng)濟(jì)地同步更新服務(wù)器硬件及備份UPS。當(dāng)小型公司有擴(kuò)充備份電源保護(hù)的需求時(shí),可藉由選擇增加系統(tǒng)的冗余度、根據(jù)實(shí)際需要增加額外的UPS來(lái)實(shí)現(xiàn);相較于使用集中式UPS,可大幅降低成本。

4、缺點(diǎn):管理效率較差

服務(wù)器的角色功能使其必須配置在備用電源系統(tǒng)前面,使得UPS占用了更多的服務(wù)器機(jī)架空間,從而削減了服務(wù)器可用空間。

由于分布式UPS的設(shè)計(jì),其機(jī)組數(shù)量比集中式多,所管理與監(jiān)控的資源網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)大于集中式UPS。因此,管理這些資源往往成為組織中IT或數(shù)據(jù)中心人員的沉重負(fù)擔(dān)。

三、集中式UPS

集中式支持架構(gòu)包含一套或兩套大型UPS,裝設(shè)位置在服務(wù)器機(jī)房周邊、整排服務(wù)器的端點(diǎn)或是鄰近服務(wù)器的一處獨(dú)立地點(diǎn)。集中式UPS就像是圍繞著組織整體網(wǎng)絡(luò)的巨大電源保護(hù)網(wǎng)。

1、可靠性

對(duì)大公司而言,一般小型分布式UPS單相電源保護(hù)裝置很難滿足其自身需求。集中式UPS的設(shè)計(jì)以高密度服務(wù)器硬件的需求為出發(fā)點(diǎn),由于這些硬件通常使用三相電源,其UPS當(dāng)然也是越堅(jiān)固耐用越好,以便這類(lèi)UPS同時(shí)對(duì)單相及三相負(fù)載提供保護(hù)。如今,服務(wù)器的功率越來(lái)越高,但更高的溫度會(huì)大幅縮短UPS電瓶的壽命。遠(yuǎn)距離配置的集中式UPS會(huì)保護(hù)其電瓶,從而延長(zhǎng)電瓶壽命周期,并減少費(fèi)時(shí)傷財(cái)?shù)碾娖扛鼡Q頻次。

2、穩(wěn)定輸出及增加空間利用

集中式UPS通常是聯(lián)機(jī)運(yùn)作的雙轉(zhuǎn)換架構(gòu),可提供較高穩(wěn)定度的功率曲線,并能消除大多數(shù)的電力中斷(如尖波、失真、電壓突波)。另一方面,分布式UPS的設(shè)計(jì)是為應(yīng)對(duì)電源的變動(dòng)(通過(guò)互動(dòng)線路架構(gòu)),這意味著異常狀態(tài)會(huì)被傳遞到終端裝置。再者,集中式備份架構(gòu)中的UPS與服務(wù)器機(jī)架分開(kāi),因而可空出寶貴的空間供服務(wù)器硬件使用。

3、改善經(jīng)濟(jì)規(guī)模

為了增加分布式備份架構(gòu)的容量,數(shù)據(jù)支持人員必須為每個(gè)服務(wù)器機(jī)架人工增設(shè)額外的UPS,這在大型企業(yè)內(nèi)會(huì)是極為繁瑣且無(wú)效率的作業(yè)。除了會(huì)減少可供服務(wù)器硬件使用的寶貴機(jī)架空間外,這種架構(gòu)也使得數(shù)據(jù)技術(shù)人員需要監(jiān)控及維修的設(shè)備倍增。而集中式UPS建立冗余容量?jī)H為單一步驟程序,可大幅節(jié)約作業(yè)的時(shí)耗。

4、缺點(diǎn):能源效率差及成本問(wèn)題

使用集中式UPS需要較大的占地面積,且其規(guī)劃、安裝、設(shè)置、測(cè)試及啟用所需協(xié)調(diào)作業(yè)相對(duì)繁瑣。多數(shù)公司選擇使用集中式UPS時(shí)往往高估所需。而由于企業(yè)過(guò)度估計(jì)集中式UPS的所需容量所浪費(fèi)的能量幾乎高達(dá)25%。這種最常見(jiàn)的狀況所產(chǎn)生的過(guò)度“能源”相對(duì)出現(xiàn)過(guò)度“熱量”,從而加重?cái)?shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)需求,造成能源成本高漲。這類(lèi)UPS常需使用專(zhuān)用空調(diào)系統(tǒng)才能管控其額外的能(熱)量輸出。

除數(shù)據(jù)中心額外增加的冷卻需求所致的成本外,集中式UPS的價(jià)格也大幅高于其較輕量的對(duì)手——分布式UPS。

四、復(fù)合式解決方案

模塊化UPS,例如臺(tái)達(dá)Modulon DPH系列,則可為許多中等規(guī)模數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵任務(wù)的運(yùn)作建立強(qiáng)健的備份架構(gòu)。通過(guò)模塊化UPS,企業(yè)只需根據(jù)需要插入額外的電源模塊就能強(qiáng)化備份系統(tǒng)的冗余度,從而使分布式系統(tǒng)獲得集中式備份系統(tǒng)的效率以及分段式的成長(zhǎng)彈性(并成本節(jié)?。?。具備充裕額定容量的三相Modulon DPH系列可為企業(yè)提供最高的可用度。

25kW至75/150/200kW無(wú)中斷電力可額外增加800kW并聯(lián)容量

平均修復(fù)時(shí)間(MTTR)接近于零

通過(guò)并聯(lián)機(jī)架或同一機(jī)架整合于既有配電設(shè)備中

電源自我同步及控制模塊支持連續(xù)在線操作,即使控制模塊失效

高過(guò)載保護(hù):10分鐘125%過(guò)載、1分鐘150%過(guò)載

最多可擴(kuò)充至4單元,無(wú)需額外硬件

內(nèi)置手動(dòng)旁路裝置,可免除保養(yǎng)停機(jī)時(shí)間

另外,結(jié)合集中式與分布式UPS的復(fù)合式備份架構(gòu)所提供的解決方案可涵蓋更多基地,并可借用其他系統(tǒng)的力量補(bǔ)償單一虛弱系統(tǒng)。

五、結(jié)論與摘要

上述討論顯示,要確認(rèn)何種備份解決方案最佳,需要依賴(lài)復(fù)雜的變量矩陣,例如用戶監(jiān)控或管理特定備份系統(tǒng)的能力、兩種解決方案的成本利益比、現(xiàn)有服務(wù)器機(jī)架的使用容量與未來(lái)需求、當(dāng)前及預(yù)估的功率需求,以及更多技術(shù)性問(wèn)題, 例如服務(wù)器是否使用單相或三相電源。再者,兩種選擇各有優(yōu)缺點(diǎn),但若能全盤(pán)考慮各種UPS解決方案及貴公司的需求,管理階層將更容易做出最佳策略的選擇。

表格:集中式與分布式UPS性能比較

* 建議但不限于此等機(jī)型。

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