白太振

摘 要：整個(gè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的核心是數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)，是一些設(shè)備和支持設(shè)備都需要供電系統(tǒng)的支撐?？茖W(xué)合理的配電系統(tǒng)不僅可以提高運(yùn)行效率，而且大大降低設(shè)備的運(yùn)行成本。因此，本文重點(diǎn)探討數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)前高壓直流電源供電的情況，提出數(shù)據(jù)中心的供電方案。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；機(jī)房；供電系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)中心簡稱“IDC”可以為用戶提供強(qiáng)大的信息處理和信息交換以及信息傳輸?shù)鹊墓δ堋，F(xiàn)階段，隨著通信網(wǎng)絡(luò)事業(yè)的發(fā)展和數(shù)據(jù)通信事業(yè)的發(fā)展，許多著名的網(wǎng)站都選擇互聯(lián)網(wǎng)中心這種供電服務(wù)模式，而且將基礎(chǔ)設(shè)施的供電和網(wǎng)絡(luò)管理都交給網(wǎng)絡(luò)中心進(jìn)行托管。由此可見，IDC設(shè)備需要安全可靠的供電系統(tǒng)支持運(yùn)行。因此，本文就當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)中心的供電方式和直流供電系統(tǒng)的應(yīng)用提出一些自己的意見與看法。

一、數(shù)據(jù)中心機(jī)房的供電需求

全球化的經(jīng)濟(jì)模式要求數(shù)據(jù)中心必須提供365天24小時(shí)不間斷的供電服務(wù)。數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)必須保持24小時(shí)不間斷。因此，從這一點(diǎn)上來說，數(shù)據(jù)中心的供配電是機(jī)房最為重要的子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心在建設(shè)階段，必須滿足配電設(shè)計(jì)的實(shí)際符合與規(guī)劃負(fù)荷之間的容量差別，并做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，成分保證投資的產(chǎn)出比。根據(jù)數(shù)據(jù)中心的配電需求，必須注意到數(shù)據(jù)中心的配電方式要與建筑物的供電方式相互匹配。盡可能利用建筑物之中已經(jīng)存在的供電資源減少數(shù)據(jù)中心的投資力度。同時(shí)，數(shù)據(jù)中心自身的特點(diǎn)要求其規(guī)劃必須有一定的遠(yuǎn)見，其供電方案不僅要滿足業(yè)務(wù)需求，而且還應(yīng)當(dāng)滿足數(shù)據(jù)機(jī)房設(shè)計(jì)的供電要求。結(jié)合當(dāng)前和未來數(shù)據(jù)中心機(jī)房的供電需求，科學(xué)合理設(shè)計(jì)機(jī)房供電設(shè)計(jì)。尤其是選擇供電設(shè)備的時(shí)候，一定要提高配電設(shè)備的轉(zhuǎn)換比率，從根源上減少供電設(shè)備的能源浪費(fèi)情況。網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備和安全設(shè)備等都屬于精密的電子設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)于電源的要求比較高，因此，應(yīng)當(dāng)考慮到精密電子設(shè)備對(duì)于電源頻率和電壓穩(wěn)定的要求。

二、互聯(lián)網(wǎng)供電中心的現(xiàn)狀和存在的問題

（一）互聯(lián)網(wǎng)供電中心的現(xiàn)狀

當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)供電中心采用UPS系統(tǒng)進(jìn)行供電，在通信行業(yè)之中，UPS系統(tǒng)是不間斷交流的電源系統(tǒng)。隨著我國電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，UPS系統(tǒng)經(jīng)過了從6脈沖工頻機(jī)到12脈沖工頻機(jī)。經(jīng)過高頻機(jī)的不斷完善，模塊化的UPS系統(tǒng)也應(yīng)用在通信領(lǐng)域當(dāng)中。在互聯(lián)網(wǎng)供電中心中，如果按照靜態(tài)UPS系統(tǒng)向負(fù)載的供電方式化，主要包括后備式、在線互動(dòng)式以及在線式三種形式。在通信站之內(nèi)，為了提高供電系統(tǒng)以及UPS系統(tǒng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，必須保證故障出現(xiàn)的概率最低。而UPS系統(tǒng)本身帶有容錯(cuò)功能可以實(shí)現(xiàn)一要求。而且隨著UPS系統(tǒng)越來越成熟，在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)前在供電系統(tǒng)中使用的都是雙變換的UPS系統(tǒng)，其模式主要使1+1雙機(jī)并聯(lián)冗余的系統(tǒng)和多機(jī)直接并聯(lián)的系統(tǒng)。一般情況下，在市電正常的情況之下，市電電源經(jīng)過整流器變換可以轉(zhuǎn)化為直流電源給逆變器進(jìn)行供給，同時(shí)為蓄電池供電。逆變器的作用就是將直流電源變換為與市電相同交流電。如果市電出現(xiàn)故障，蓄電池就可以通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電?，F(xiàn)階段，隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)供電的穩(wěn)定與安全，在供電系統(tǒng)之中普遍采用雙變換或者“N+1”并聯(lián)冗余雙總線的供電方式。

（二）數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電存在的問題

系統(tǒng)電路復(fù)雜?，F(xiàn)階段，數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的內(nèi)部控制比較復(fù)雜，主要包括控制、轉(zhuǎn)換和變換等各個(gè)環(huán)節(jié)，需要控制各個(gè)機(jī)臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心輸出相同的頻率和幅值等，復(fù)雜的線路可能會(huì)出現(xiàn)更多的故障。

可靠性比較低。對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的單機(jī)來說，許多不能備份的系統(tǒng)單典故障就像同步的并機(jī)板和靜態(tài)開關(guān)以及輸出切換開關(guān)等，這些單點(diǎn)的故障可能會(huì)對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)產(chǎn)生影響。特別是供電系統(tǒng)瞬間的容錯(cuò)能力。一旦主機(jī)過載保護(hù)切換到備機(jī)狀態(tài)，備機(jī)就會(huì)因?yàn)樗查g浪涌而產(chǎn)生過載保護(hù)切換到備機(jī)。備機(jī)因?yàn)檫^載自動(dòng)切換線路，對(duì)于通信設(shè)備來說，采用低質(zhì)量普通的市電電源供電可能會(huì)帶來嚴(yán)重的故障，從而給整個(gè)供電設(shè)備帶來安全隱患。

擴(kuò)容難度大。UPS系統(tǒng)擴(kuò)容不僅僅是設(shè)備電源的電壓和相位還包括頻率以及波形等問題。與直流電源不同系統(tǒng)擴(kuò)容僅僅關(guān)注電壓的一個(gè)參數(shù)，因此，每一次UPS擴(kuò)容帶來的風(fēng)險(xiǎn)都極大，甚至?xí)驗(yàn)橹圃焐坍a(chǎn)品的更新，使得UPS擴(kuò)容的難度逐漸增大，并造成UPS單臺(tái)故障。從當(dāng)前供電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和維護(hù)模式現(xiàn)狀來說，發(fā)生災(zāi)難性的掉電事件頻率會(huì)越來越大。

三、數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)方案

（一）完善供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

隨著供電技術(shù)水平的不斷提高，對(duì)IT系統(tǒng)也提出了不同的要求，在技術(shù)不斷提高的過程中，供電系統(tǒng)一直出現(xiàn)問題，隨著解決出現(xiàn)的問題，數(shù)據(jù)中心的配電設(shè)計(jì)理念也隨之的產(chǎn)生。因此，必須完善供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，從單臺(tái)設(shè)備轉(zhuǎn)向機(jī)房供電設(shè)備系統(tǒng)，從供電的可靠性研究轉(zhuǎn)向配電的可用性，從提高供電系統(tǒng)到適應(yīng)應(yīng)用的變化，并加大一體化設(shè)計(jì)理念和模塊化設(shè)計(jì)理念的推廣與應(yīng)用。當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)雖然涵蓋運(yùn)輸交流系統(tǒng)和不停電系統(tǒng)以及柴油發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)，但是完善的設(shè)計(jì)理念對(duì)于數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)有著重要的意義和作用。

（二）不間斷供電

根據(jù)數(shù)據(jù)中心分級(jí)的要求，可以采用不同的供電方案，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中，雖然并不明確數(shù)據(jù)中心真實(shí)的使用情況，但是在建設(shè)階段應(yīng)當(dāng)充分考慮數(shù)據(jù)中心建成之后的適應(yīng)性問題。根據(jù)GB5-174-2008電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，A級(jí)、B級(jí)機(jī)房作為一級(jí)負(fù)荷，市電交流供電方案應(yīng)當(dāng)實(shí)施雙電源供電方案。根據(jù)數(shù)據(jù)中心用電設(shè)備的要求，常見的供電方式主要分為直接供電方式和組合供電方式和穩(wěn)定穩(wěn)頻供電方式和不間斷供電方式。但是，其最終目的都是為了實(shí)現(xiàn)不間斷供電，實(shí)現(xiàn)365天24小時(shí)不間斷供電。

四、結(jié)語

在未來十年之內(nèi)，我們有理由相信我國信息化發(fā)展的重點(diǎn)必將是數(shù)據(jù)中心，因此，如何認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)中心，建設(shè)數(shù)據(jù)中心成為要解決的問題。本文以數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)為出入點(diǎn)，探討如何解決數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)中的問題，希望可以為數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的研究增磚添瓦。

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