UPS技术新突破 轻松构建高效、可靠、可扩展的中大型数据中心

在云计算、大数据等新技术和应用的推动下,数据中心大型化的趋势非常明显。不仅互联网巨头们的数据中心规模越来越大,一些云服务提供商的数据中心的规模也迅速膨胀(出现了10万+台服务器以上的数据中心),相应地,市场对中大功率UPS的需求也大增。

实际上,中大功率的需求不仅来自数据中心也来自工业应用领域。根据HIS的研究,预计到2019年500KVA以上功率UPS市场将以近2位数的速率增长,而中国市场对中大功率UPS的需求更为强烈,2014年到2019年的年复合增长率将达到13.6%。面对这个高速增长的市场,相关UPS厂商也都加紧了产品升级和更新力度,推出自己的产品。在这些产品面前,到底哪一个才是最适合自己的?选型过程中有哪些关键点需要重点考虑?

总体上,一个好的UPS系统应该满足:低前期投资、低运营费用以及低业务风险,在这一个总体目标之下,结合数据中心和UPS行业的整体发展趋势,专家建议,UPS设备选型时除了产品价格之外,需要特别考虑如下关键点:能效、可靠性和可扩展性。

高可靠降低业务风险

可靠是大中功率UPS的一个基本要素。这是因为大中功率UPS支撑的系统和业务多,其中不乏关键业务系统。比如,一些以云服务为主要业务的数据中心,与客户会签订有SLA协议,一旦UPS出现问题影响到IT系统的运行,将会给公司带来的非常大的影响,包括收入和公司声誉。

UPS的高可靠性首先来自零部件,一是零部件本身要高可靠,而是零部件需要有一定的“容错”能力。比如,部件要耐高压冲击,以及在制冷系统出现故障室温超过35-400C时仍然满载持续运行而无需降容等。除了零部件外,如今的UPS还会采用众多技术来提高可靠性。比如,模块化和冗余设计就是目前常见的技术手段,这可以保证在系统出现故障时能自动切换,而且能把故障隔离并限制在单个模块。

此外,近年来还有一些技术值得关注,比如施耐德电气提出的4电平技术。与传统的2传统电平和3电平逆变器相比,4电平可以减少对UPS中的关键控制部件IGBT的承压,从而大幅提高IGBT的可靠性,而且4电平还能减少开关的损耗,除了提高效率之外,也可以提高开关的可靠性。

当然,高可靠与成本永远是一对矛盾体,对于厂商而言,如何平衡这两者也是一个考验,这既关乎厂商的技术水准也关乎厂商的市场策略。

高能效是长期投资

高能效意味着节能,无论是数据中心还是工业应用节能都非常关键。研究显示,数据中心的电费占数据中心整体运营成本1/3以上,而降低数据中心的能耗需要多方共同努力,UPS也是其中之一。实际上,在社会普遍重视节能环保的背景下,UPS厂商无不想法设法提高产品能效,而能效也成为各UPS比拼的最重要指标之一。

众所周知,能效与UPS的运行模式有关系,数据中心中UPS一般运行在双变换模式下,即设备始终处于UPS的保护之下,上面的数据也基本都是这种模式下的能效值。除了双变换模式,今天不少厂商还在宣传ECO模式(习惯上也称作“静态旁路”),让双转换式UPS在ECO模式下运行以提高其运行效率。

ECO模式的确可以提高用电效率和节能。但是,这往往意味着用电设备离开了UPS的保护,实践中真正敢使用这种技术的数据中心少至又少。施耐德电气独有的E变换模式,其结合了ECO模式和双变换模式,使得该模式效率高达98%以上,同时电能质量与双变换模式几乎一致,能够在高能效状态下提供双转换模式所具有的保护特性。

高可扩展可提高灵活性,降低成本

今天的市场变化很快,企业要快速相应市场变化,这也就对底层的基础设施提出了更高的要求,可扩展性就是为应对这种需求提出的。当然,可扩展性的另一个作用是能节省前期投资。比如,具有高可扩展能力的UPS就支持“边成长边投资”,即未来可以随着业务增长不断扩容,而不用一次性投资到位,这可以明显降低初期投资。

作为一种有效提供UPS可扩展性的方法,模块化设计近年来大行其道。实际上,模块化不止应用在UPS,如今也已经广泛应用到数据中心的各个方面,比如模块化服务器、模块化数据中心等。

采用模块化设计的UPS在初始安装后,可以通过增加功率柜体扩容或提高冗余度。每一个功率柜体都能够平均分担负载,并且当发生故障时能够与系统隔离,因而即使一个或多个功率柜体故障后系统仍然能够继续正常运行,可以说好处非常明显。过去模块化主要用于中小功率的UPS,如今这项技术也开始进入大功率UPS中。

以上提及的可靠性、能效和可扩展只是UPS选型中要重点考虑的,除此之外,还有些方面也值得关注,比如UPS的可管理性。一个好的UPS能自动定期对电池进行自检,提前对电池进行警告性故障分析,以便及时进行预防性维护;还能进行温度补偿电池充电,根据实际的电池温度调整充电电压延长电池寿命。这无疑会给设备的后期管理和运维带来很大方便。

最后,UPS适用何种电池也值得一提。如今锂电池越来越流行,并已开始进入数据中心,未来很可能取代铅酸蓄电池成为主流。因为相对于传统铅酸蓄电池,锂电池有着许多技术优势。比如,锂电池更节省空间,自带BMS的锂电池更智能,可以自我监测、自我诊断,具有自我熔断、自我隔离、过压保护、防过充等很多保护性功能,在串并联组合上也更为自由,可以更灵活地满足各种供电需求。目前锂电池普及的主要障碍在成本,假以时日这有望通过技术和生产规模来解决。因此,新一代的UPS必须支持锂电池供电。

综上所述,在大中功率UPS的选型是一个复杂而要特别谨慎的工作,需要系统而全面的规划,需要进行多方面的平衡,特别是成本与功能的平衡。好在UPS厂商也在致力于提供更多、更好的UPS设备,来降低用户选择时的难度,就像近期施耐德电气推出的中大功率高能效、高可靠、高可扩展性三相UPSGalaxyVX一样。这一款引入众多新的技术,实现了成本与功能、初期投资与长期效率等多方面的平衡,并且兼容4种前瞻储能方式的创新产品,相信不仅是中大型数据中心的上佳之选,也必将推动UPS行业整体技术水平的提升。 在云计算、大数据等新技术和应用的推动下,数据中心大型化的趋势非常明显。不仅互联网巨头们的数据中心规模越来越大,一些云服务提供商的数据中心的规模也迅速膨胀(出现了10万+台服务器以上的数据中心),相应地,市场对中大功率UPS的需求也大增。

实际上,中大功率的需求不仅来自数据中心也来自工业应用领域。根据HIS的研究,预计到2019年500KVA以上功率UPS市场将以近2位数的速率增长,而中国市场对中大功率UPS的需求更为强烈,2014年到2019年的年复合增长率将达到13.6%。面对这个高速增长的市场,相关UPS厂商也都加紧了产品升级和更新力度,推出自己的产品。在这些产品面前,到底哪一个才是最适合自己的?选型过程中有哪些关键点需要重点考虑?

总体上,一个好的UPS系统应该满足:低前期投资、低运营费用以及低业务风险,在这一个总体目标之下,结合数据中心和UPS行业的整体发展趋势,专家建议,UPS设备选型时除了产品价格之外,需要特别考虑如下关键点:能效、可靠性和可扩展性。

高可靠降低业务风险

可靠是大中功率UPS的一个基本要素。这是因为大中功率UPS支撑的系统和业务多,其中不乏关键业务系统。比如,一些以云服务为主要业务的数据中心,与客户会签订有SLA协议,一旦UPS出现问题影响到IT系统的运行,将会给公司带来的非常大的影响,包括收入和公司声誉。

UPS的高可靠性首先来自零部件,一是零部件本身要高可靠,而是零部件需要有一定的“容错”能力。比如,部件要耐高压冲击,以及在制冷系统出现故障室温超过35-400C时仍然满载持续运行而无需降容等。除了零部件外,如今的UPS还会采用众多技术来提高可靠性。比如,模块化和冗余设计就是目前常见的技术手段,这可以保证在系统出现故障时能自动切换,而且能把故障隔离并限制在单个模块。

此外,近年来还有一些技术值得关注,比如施耐德电气提出的4电平技术。与传统的2传统电平和3电平逆变器相比,4电平可以减少对UPS中的关键控制部件IGBT的承压,从而大幅提高IGBT的可靠性,而且4电平还能减少开关的损耗,除了提高效率之外,也可以提高开关的可靠性。

当然,高可靠与成本永远是一对矛盾体,对于厂商而言,如何平衡这两者也是一个考验,这既关乎厂商的技术水准也关乎厂商的市场策略。

高能效是长期投资

高能效意味着节能,无论是数据中心还是工业应用节能都非常关键。研究显示,数据中心的电费占数据中心整体运营成本1/3以上,而降低数据中心的能耗需要多方共同努力,UPS也是其中之一。实际上,在社会普遍重视节能环保的背景下,UPS厂商无不想法设法提高产品能效,而能效也成为各UPS比拼的最重要指标之一。

众所周知,能效与UPS的运行模式有关系,数据中心中UPS一般运行在双变换模式下,即设备始终处于UPS的保护之下,上面的数据也基本都是这种模式下的能效值。除了双变换模式,今天不少厂商还在宣传ECO模式(习惯上也称作“静态旁路”),让双转换式UPS在ECO模式下运行以提高其运行效率。

ECO模式的确可以提高用电效率和节能。但是,这往往意味着用电设备离开了UPS的保护,实践中真正敢使用这种技术的数据中心少至又少。施耐德电气独有的E变换模式,其结合了ECO模式和双变换模式,使得该模式效率高达98%以上,同时电能质量与双变换模式几乎一致,能够在高能效状态下提供双转换模式所具有的保护特性。

高可扩展可提高灵活性,降低成本

今天的市场变化很快,企业要快速相应市场变化,这也就对底层的基础设施提出了更高的要求,可扩展性就是为应对这种需求提出的。当然,可扩展性的另一个作用是能节省前期投资。比如,具有高可扩展能力的UPS就支持“边成长边投资”,即未来可以随着业务增长不断扩容,而不用一次性投资到位,这可以明显降低初期投资。

作为一种有效提供UPS可扩展性的方法,模块化设计近年来大行其道。实际上,模块化不止应用在UPS,如今也已经广泛应用到数据中心的各个方面,比如模块化服务器、模块化数据中心等。

采用模块化设计的UPS在初始安装后,可以通过增加功率柜体扩容或提高冗余度。每一个功率柜体都能够平均分担负载,并且当发生故障时能够与系统隔离,因而即使一个或多个功率柜体故障后系统仍然能够继续正常运行,可以说好处非常明显。过去模块化主要用于中小功率的UPS,如今这项技术也开始进入大功率UPS中。

以上提及的可靠性、能效和可扩展只是UPS选型中要重点考虑的,除此之外,还有些方面也值得关注,比如UPS的可管理性。一个好的UPS能自动定期对电池进行自检,提前对电池进行警告性故障分析,以便及时进行预防性维护;还能进行温度补偿电池充电,根据实际的电池温度调整充电电压延长电池寿命。这无疑会给设备的后期管理和运维带来很大方便。

最后,UPS适用何种电池也值得一提。如今锂电池越来越流行,并已开始进入数据中心,未来很可能取代铅酸蓄电池成为主流。因为相对于传统铅酸蓄电池,锂电池有着许多技术优势。比如,锂电池更节省空间,自带BMS的锂电池更智能,可以自我监测、自我诊断,具有自我熔断、自我隔离、过压保护、防过充等很多保护性功能,在串并联组合上也更为自由,可以更灵活地满足各种供电需求。目前锂电池普及的主要障碍在成本,假以时日这有望通过技术和生产规模来解决。因此,新一代的UPS必须支持锂电池供电。

综上所述,在大中功率UPS的选型是一个复杂而要特别谨慎的工作,需要系统而全面的规划,需要进行多方面的平衡,特别是成本与功能的平衡。好在UPS厂商也在致力于提供更多、更好的UPS设备,来降低用户选择时的难度,就像近期施耐德电气推出的中大功率高能效、高可靠、高可扩展性三相UPSGalaxyVX一样。这一款引入众多新的技术,实现了成本与功能、初期投资与长期效率等多方面的平衡,并且兼容4种前瞻储能方式的创新产品,相信不仅是中大型数据中心的上佳之选,也必将推动UPS行业整体技术水平的提升。 在云计算、大数据等新技术和应用的推动下,数据中心大型化的趋势非常明显。不仅互联网巨头们的数据中心规模越来越大,一些云服务提供商的数据中心的规模也迅速膨胀(出现了10万+台服务器以上的数据中心),相应地,市场对中大功率UPS的需求也大增。

实际上,中大功率的需求不仅来自数据中心也来自工业应用领域。根据HIS的研究,预计到2019年500KVA以上功率UPS市场将以近2位数的速率增长,而中国市场对中大功率UPS的需求更为强烈,2014年到2019年的年复合增长率将达到13.6%。面对这个高速增长的市场,相关UPS厂商也都加紧了产品升级和更新力度,推出自己的产品。在这些产品面前,到底哪一个才是最适合自己的?选型过程中有哪些关键点需要重点考虑?

总体上,一个好的UPS系统应该满足:低前期投资、低运营费用以及低业务风险,在这一个总体目标之下,结合数据中心和UPS行业的整体发展趋势,专家建议,UPS设备选型时除了产品价格之外,需要特别考虑如下关键点:能效、可靠性和可扩展性。

高可靠降低业务风险

可靠是大中功率UPS的一个基本要素。这是因为大中功率UPS支撑的系统和业务多,其中不乏关键业务系统。比如,一些以云服务为主要业务的数据中心,与客户会签订有SLA协议,一旦UPS出现问题影响到IT系统的运行,将会给公司带来的非常大的影响,包括收入和公司声誉。

UPS的高可靠性首先来自零部件,一是零部件本身要高可靠,而是零部件需要有一定的“容错”能力。比如,部件要耐高压冲击,以及在制冷系统出现故障室温超过35-400C时仍然满载持续运行而无需降容等。除了零部件外,如今的UPS还会采用众多技术来提高可靠性。比如,模块化和冗余设计就是目前常见的技术手段,这可以保证在系统出现故障时能自动切换,而且能把故障隔离并限制在单个模块。

此外,近年来还有一些技术值得关注,比如施耐德电气提出的4电平技术。与传统的2传统电平和3电平逆变器相比,4电平可以减少对UPS中的关键控制部件IGBT的承压,从而大幅提高IGBT的可靠性,而且4电平还能减少开关的损耗,除了提高效率之外,也可以提高开关的可靠性。

当然,高可靠与成本永远是一对矛盾体,对于厂商而言,如何平衡这两者也是一个考验,这既关乎厂商的技术水准也关乎厂商的市场策略。

高能效是长期投资

高能效意味着节能,无论是数据中心还是工业应用节能都非常关键。研究显示,数据中心的电费占数据中心整体运营成本1/3以上,而降低数据中心的能耗需要多方共同努力,UPS也是其中之一。实际上,在社会普遍重视节能环保的背景下,UPS厂商无不想法设法提高产品能效,而能效也成为各UPS比拼的最重要指标之一。

众所周知,能效与UPS的运行模式有关系,数据中心中UPS一般运行在双变换模式下,即设备始终处于UPS的保护之下,上面的数据也基本都是这种模式下的能效值。除了双变换模式,今天不少厂商还在宣传ECO模式(习惯上也称作“静态旁路”),让双转换式UPS在ECO模式下运行以提高其运行效率。

ECO模式的确可以提高用电效率和节能。但是,这往往意味着用电设备离开了UPS的保护,实践中真正敢使用这种技术的数据中心少至又少。施耐德电气独有的E变换模式,其结合了ECO模式和双变换模式,使得该模式效率高达98%以上,同时电能质量与双变换模式几乎一致,能够在高能效状态下提供双转换模式所具有的保护特性。

高可扩展可提高灵活性,降低成本

今天的市场变化很快,企业要快速相应市场变化,这也就对底层的基础设施提出了更高的要求,可扩展性就是为应对这种需求提出的。当然,可扩展性的另一个作用是能节省前期投资。比如,具有高可扩展能力的UPS就支持“边成长边投资”,即未来可以随着业务增长不断扩容,而不用一次性投资到位,这可以明显降低初期投资。

作为一种有效提供UPS可扩展性的方法,模块化设计近年来大行其道。实际上,模块化不止应用在UPS,如今也已经广泛应用到数据中心的各个方面,比如模块化服务器、模块化数据中心等。

采用模块化设计的UPS在初始安装后,可以通过增加功率柜体扩容或提高冗余度。每一个功率柜体都能够平均分担负载,并且当发生故障时能够与系统隔离,因而即使一个或多个功率柜体故障后系统仍然能够继续正常运行,可以说好处非常明显。过去模块化主要用于中小功率的UPS,如今这项技术也开始进入大功率UPS中。

以上提及的可靠性、能效和可扩展只是UPS选型中要重点考虑的,除此之外,还有些方面也值得关注,比如UPS的可管理性。一个好的UPS能自动定期对电池进行自检,提前对电池进行警告性故障分析,以便及时进行预防性维护;还能进行温度补偿电池充电,根据实际的电池温度调整充电电压延长电池寿命。这无疑会给设备的后期管理和运维带来很大方便。

最后,UPS适用何种电池也值得一提。如今锂电池越来越流行,并已开始进入数据中心,未来很可能取代铅酸蓄电池成为主流。因为相对于传统铅酸蓄电池,锂电池有着许多技术优势。比如,锂电池更节省空间,自带BMS的锂电池更智能,可以自我监测、自我诊断,具有自我熔断、自我隔离、过压保护、防过充等很多保护性功能,在串并联组合上也更为自由,可以更灵活地满足各种供电需求。目前锂电池普及的主要障碍在成本,假以时日这有望通过技术和生产规模来解决。因此,新一代的UPS必须支持锂电池供电。

综上所述,在大中功率UPS的选型是一个复杂而要特别谨慎的工作,需要系统而全面的规划,需要进行多方面的平衡,特别是成本与功能的平衡。好在UPS厂商也在致力于提供更多、更好的UPS设备,来降低用户选择时的难度,就像近期施耐德电气推出的中大功率高能效、高可靠、高可扩展性三相UPSGalaxyVX一样。这一款引入众多新的技术,实现了成本与功能、初期投资与长期效率等多方面的平衡,并且兼容4种前瞻储能方式的创新产品,相信不仅是中大型数据中心的上佳之选,也必将推动UPS行业整体技术水平的提升。

文章来源:UPS与机房

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