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[周报全文]IDC发展源动力——APC Silcon系列UPS的IDC应用解决方案

2001年05月14日 00:00:00 | 作者:佚名 | 来源:$page.getBroMedia() | 查看本文手机版

摘要:IDC发展源动力——APC Silcon系列UPS的IDC应用解决方案

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随着各类基于Internet的电子商务和应用服务的蓬勃开展,网站正在成为企业新的形象门户和重要的业务销售渠道。由此,为企业提供网络维护服务的IDC与网上应用服务的ASP应运而生。

IDC是介于电信基础网络与用户之间的一个数据园区,所谓数据园区,是指IDC能通过其吸纳的各类服务商,向用户提供丰富的数据业务,实现一站式的服务,满足用户不断变化的需求。因此,IDC的内涵并不只是一个单纯的大规模硬件机房,IDC生存发展的关键,在于IDC所提供的内容、服务是否能满足用户发展的需求。

众所周知,可靠、稳定的供电系统是所有计算机、网络设备正常运行的基本保障,而IDC的电源应用,更具有其自身的特点:
1.负载数量庞大,功率需求巨大,往往在单个层面的功率需求达到数百kVA甚至上千kVA。
2.对电源的可靠性要求高,在任何情况下都必须保证连续供电。
3.UPS的配置方式多采用冗余方式。
4.负载以机柜进行划分,UPS输出的配电分配复杂。
5.UPS供电系统应易于管理,需要完善的监控能力。

APC公司的SilconDP300E系列大功率三相UPS使用了先进的Delta变换技术,成功地将高频双向逆变技术和串并联补偿原理应用到UPS主电路中去,使UPS的多项关键指标得到改善和突破,有些指标是一般的传统双变换在线式UPS无法实现的。

该系列UPS一方面具备传统双变换在线式UPS的全部在线功能,另一方面在对电网适应能力和输出能力两方面,相对传统双变换在线式UPS又进行了重大改进,有七项指标有所突破,详见下表。

  Silcon DP300E 其他传统双变换UPS
输入功率因数 0.99 0.8
输入电流谐波 <3% 30%
效率 >96% 92%
过载能力 200% 1分钟
120% 连续运行
150% 1分钟
120% 10分钟
输出电流峰值系数 >5∶1 3∶1
输出电流浪涌系数 不限 负载启动时转旁路
输出功率因数 +0.9~-0.6
纯阻性负载 kW=kVA
-0.7
纯阻性负载 kW=0.7kVA

由于SilconUPS具有以上的技术优势,使其尤其适合于IDC的电源应用场合:高达0.99的功率因数、低于3%的输入谐波电流为客户节省了在供电方面用于电力补偿设备的投资,为用户构造了一个完全纯净的电力环境;高于96%的运行效率为客户节省了运行成本和空调系统的电力消耗;对负载的高输出能力使UPS能适应各种性质的负载,体现了UPS在可靠性上的优势。

IDC电源配置方式

方式一:N+1冗余并机方式
在负载量超过UPS单机容量的情况下,只有采用UPS并机的方式才能提高系统的输出功率。在增容并机的同时,往往采用再并联一台UPS的方式进行备份,该方式在实际应用中被广泛采用。系统结构见下图。

图中所示的是一个3+1的并机系统,SilconDP300E系列的所有功率级别UPS均具有直接并机的能力,并联UPS在输出端直接连接在一起,通过UPS内置的并机板实现所有UPS的输出同相位、等电压、负载均分,并机UPS之间的环流小于1%,同时UPS具有的高级并机管理功能,使得整个并机系统的操作与单机的操作完全相同,通过操作并机系统中任何一台UPS的面板,就可以操作整个并机系统。

在正常运行状态下,所有UPS均分负载,一旦并机系统中某台UPS出现故障,该台UPS原先所带的负载将自动由其余的UPS承担。在转换期间,UPS的输出供电没有任何间断,保证负载连续运行的需要。在故障UPS维修完成后,同样可以无间断地重新并入系统。

该方案的优点:
1.所有主机允许直接并机,最多可以实现9台UPS的直接并机。
2.由于是直接并机,从UPS的内部控制上实现了单台UPS在出现故障时,自动退出并机系统,负载无间断地由其余UPS重新均分承担,对负载来说,不会由于UPS故障而出现供电中断。
3.UPS扩容方便,既可以实现增容并机,也可以实现冗余并机。而且能适应负载的要求,负载既可以分区配置,也可以不分区配置。
4.所有UPS正常运行时均分负载电流,可最大程度地提高系统可靠性,并使所有设备的寿命相当。
5.有效地利用所有UPS配置的电池,提供最大化的电池后备时间。
6.可以象管理单台UPS一样管理整个UPS系统,减轻了管理工作量。

缺点:
1.在系统扩容,进行最终调试时,需要将负载短暂地切换至旁路运行数分钟,以满足各台UPS之间的均流精度要求。
2.维修旁路开关配置需要一次到位,占用了客户一定的投资。

方式二:N+N冗余并机方式(双总线冗余供电系统)
与上一方案相比,本方案采用两倍于实际负载所需的UPS数量来构成整个系统,UPS被划分为两组,每组UPS可以是单台,也可以是多台并机,该方式允许在所有的UPS中,即使有半数的UPS出现故障,或是一组UPS需要宕机进行维护,都不影响负载的供电。

但是,本方案是针对机房负载具有双路供电(冗余)能力的情况设计的,如果负载不是双路供电或者部分负载是单路供电时,可以通过增加一个转换开关实现。系统结构见下图。

该方案的优点:
1.对于负载来说,提供两路供电途径,且互不影响,整个系统不存在单点故障。
2.系统的可用性指标高,可满足用户负载的要求。
3.UPS扩容方便,既可以实现增容并机,也可以实现冗余并机,更适应负载的要求(+本站微信networkworldweixin),负载可以分区,也可以不分区配置。
4.所有UPS正常运行时均分负载电流,最大程度地提高了系统可靠性,并且使所有设备的寿命相当。
5.可以有效地利用所有UPS配置的电池,提供最大化的电池后备时间。

缺点:
1.由于UPS数量为实际需要量的两倍,因此经济性较差。
2.需要负载具备双路供电(冗余)能力,否则无法实现。

供电系统管理方案

为了最大程度地减轻用户在IDC机房供电系统上的管理工作量,对设备进行高效可靠的管理,APC公司在结合其网络管理产品实际功能的基础上,还有一系列针对IDC机房的供电系统管理方案。

Silcon主机可以提供2个RS232串行通信口和一个并行通信口,此外还提供一个RJ45网络监控口和两个APC智能附件插槽,以方便客户对UPS的管理方式进行扩展,RS232的串行口上连接的通信电缆最长可以达到100米,出于对通信可靠性的考虑,如果电缆的屏蔽情况不好,而且附近存在较强的电磁干扰时,该距离应适当地缩短。APC公司的试验表明,在50米以内的距离是较为可靠的,对于更长的距离要求,可以通过增加中间放大环节,使相隔的距离不受限制。

面对数百个机架设备和数千个网络设备,使系统管理员在第一时间了解到设备的供电情况,及时查找到故障点,并排除故障,使网络设备和所提供的服务能够不发生间断,是本方案力争要实现的目标,也是客户所希望的。

本方案中集成了APC公司的RedundantSwitch(SU044-2)、MasterSwitch(AP9210)、Web/SNMPManagementCard(AP9606)等附件。

使用RedundantSwitch,可实现机架中部分设备使用两套冗余UPS供电系统互为备份,当连接RedundantSwitch的两路电源中处于供电状态的一路发生故障时,RedundantSwitch会自动切换至另一路供电系统,在两路供电系统处于不同相位时,切换的时间小于4ms,而当处于同相位时几乎没有切换时间。

MasterSwitch可以实现通过局域网或互联网对八路输出进行开合控制,基于此附件,可以实现对机柜内设备的远程启动。 Web/SNMPManagement Card(AP9606)安装在每一台SilconUPS的智能附件插槽内,该卡向网络发送UPS的各种信息。NMS可以在全网范围内通过输入适配卡的IP地址,管理每一台SilconUPS。同时,安装在服务器上的PowerChuteNetworkShutdown软件可以实现多种操作平台、多台服务器的安全关闭,确保在紧急状态下客户数据的安全保存。

[责任编辑:程永来 cheng_yonglai@cnw.com.cn]