十問資料中心 3:雲時代資料中心供配電系統有哪些新趨勢?
供配電系統作為資料中心的動力心臟,其設計和管理在整個資料中心中佔有重要地位。目前,隨著資料中心的不斷髮展,尤其是隨著雲時代資料中心伺服器規模越來越大、功率密度越來越高,供配電系統也出現了新的訴求和新的發展趨勢,比如更優的設計和智慧化的管理。具體來說,雲時代資料中心的供配電系統主要有以下3大發展趨勢:
趨勢一:供配電融合設計,全鏈路監控
大型資料中心超高的功率密度導致資料中心供配電往往越做越大。一個3000㎡的資料中心基本需要1.5MW的供配電,UPS一般需要並機才能滿足需求。但是並機方案上下級配電配置繁冗,佔地面積大,且並機線纜多,施工複雜,比如一個3並機安裝往往需要連線14組線纜,安裝時長約為120人時。此外,由於配電、UPS以及電池監控相互割裂,供電鏈路一個故障就會多方告警,引起告警風暴,故障難定位,一些重大風險無法主動隔離,帶來事故隱患。
供配電系統融合的設計方案
l 輸入輸出櫃及UPS融合於一體
l 減少了繁冗配電,節省佔地和安裝時間
l 供配電全鏈路監控,故障快速定位,提升可靠性
趨勢二:模組化設計,提升執行效率與運維效率
目前高頻塔式UPS與模組化UPS均可做到最高96%的效率值,但這是在負載率在50%以上才能達到的,常見工況下UPS負載率在20~40%左右。高頻塔式機在此工況下只能做到94~95%的效率,而主流模組化UPS普遍具備“模組休眠”特性,在保證一定系統冗餘的基礎上,可以休眠一定數量的模組(手動或者設定自動),讓UPS系統工作在效率比較高的區域,即保持在效率最高點96%附近。
另外,對於高頻塔式UPS系統,擴容困難,運維複雜,維護技能要求高,導致資料中心技術人員誤操作風險大大增加,發生故障時即使有備件也無法快速處理,而且必須由原廠售後完成維護,導致系統恢復週期長,增加了業務中斷的風險。
模組化UPS支援線上熱插拔,靈活適配業務動態發展的需要,維護時間縮短至5min,使業務因供電問題而中斷的風險大幅降低。模組化UPS可靠性更高,更加符合現代資料中心的執行要求,同時在效率、可維護性、可擴充套件性方面也具有傳統UPS不可替代的優勢。
趨勢三:鋰電UPS成為資料中心新的選擇
電池是供配電的關鍵組成部分,作為動力提供的最後保障,其狀態的好壞直接影響到供配電系統的正常工作。在當前UPS電源供應領域,應用鉛酸電池解決方案比例較高。但是鉛酸電池使用壽命短,可靠性差,能量密度低,佔地面積大等缺點日益凸顯,使得UPS整體解決方案的可靠性,可用性,靈活性大打折扣。
和鉛酸相比,鋰電在技術上有明顯的優勢:
① 鋰電UPS 使用壽命內電池更換次數較少(可能無需更換),從而消除電池更換造成的宕機風險。
② 同等能量下,重量為鉛酸蓄電池的四分之一。
③ 放電次數是鉛酸蓄電池的5倍以上。
④ 在多種主要斷電場景中,充電速度提高4倍以上。
正因為鋰電的諸多優點,加上鋰電價格的降低和鉛酸電池成本的逐年上升,鋰電UPS解決方案正成為客戶的新選擇。
面對新趨勢,最好的辦法是積極探索並勇於創新,而不是流於紙上談兵。
華為順勢而為,推出FusionPower供配電融合解決方案,引領供配電UPS新趨勢。
華為FusionPower系列UPS將輸入輸出櫃及UPS融合於一體,不僅減少繁冗配電,更為客戶節約40%佔地面積和60%安裝工時;全模組冗餘設計,可做到無單點故障,匹配關鍵部件失效預警,系統異常主動脫扣功能、iPower智慧管理手段,保障系統可靠執行,同時簡化運維工作。
iPower具備供配電全鏈路視覺化監控,故障點精準定位、一目瞭然,同時具備故障錄波輔助分析功能;具備風扇、電容、電池等易損器件健康度檢測功能,提前識別故障隱患,對於風扇採用轉速智慧檢測方式,對於電容採用壽命預測方式,對於電池採用智慧電池內阻、溫度、電壓檢測,自動分析電池SOC(容量狀態)與SOH(健康狀態),同時具備配電系統節點溫度監控功能,對銅牌溫度狀態進行實時檢測,進行早期失效預警,降低失火風險。
同時FusionPower配套華為自研的SmartLi鋰電池儲能系統解決方案,提升資料中心可靠性與傳統鉛酸電池相比,華為SmartLi鋰電池具備高可靠,使用壽命長,佔地面積小,運維簡單等優點。華為SmartLi擁有業界獨有的主動均流技術,支援新舊電池櫃混用,鋰電櫃並櫃環流可以控制在2%以下,顯著降低Capex。SmartLi採用鋰電中最安全的磷酸鐵鋰電芯、模組化設計、三級BMS系統(從電芯到電池櫃,再到電池櫃並聯系統),層層保障鋰電的可靠性。
趨勢已來,資料中心供配電系統變革正當時,你,準備好了嗎?