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IT數(shù)據(jù)中心電源與能源的管理方案

2013-10-09 09:49:49 電源在線網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
IT數(shù)據(jù)中心需要電力運行服務器、存儲器和網(wǎng)絡以及相關的冷卻和通風設備。一些用戶甚至是IT的專業(yè)人士或提供商都很難做到充分地利用能源。為了有效地配置能源,除了了解設備銘牌上的信息外,進一步地了解能源
    IT數(shù)據(jù)中心需要電力運行務器器和網(wǎng)絡以及相關的冷卻和通風設備。一些用戶甚至是IT的專業(yè)人士或提供商都很難做到充分地利用能源。為了有效地配置能源,除了了解設備銘牌上的信息外,進一步地了解能源的使用是有必要的。銘牌上的數(shù)據(jù)并沒有明確地說明哪些能源是立即需要的,哪些能源是還在需求中的,對能源需求的不明確將導致對能源的過度配置。如果對電力的配置估計過高,冷卻設施也會隨之增多,從而造成能源與冷卻消耗的過度浪費。

電力可以按交流電(AC)或直流電(DC)的形式生成、傳輸或使用。電力公司采用交流電。大多數(shù)商業(yè)消費類電子產(chǎn)品都是交流供電,如有必要,可以在內(nèi)部轉(zhuǎn)換為直流電。例如,服務器和存儲器以交流供電,再通過內(nèi)部變壓器轉(zhuǎn)換為直流電。一些非電池供電的項目使用原始的直流電或是DC-AC逆變器供電。交流電源可提供12OV、208V、240V和480V的電壓,隨服務類型和相數(shù)(一相、二相、三相)而變。頻率根據(jù)地點不同有所區(qū)別,北美地區(qū)使用60赫茲 (Hz),歐洲和世界其他地區(qū)使用50赫茲(Hz)。

在電費單中,電力使用千瓦時(KWh)或千伏安(KVA)做單位。例如,一個小型 l2kW的發(fā)電機能夠提供5OA,240V或者說是l2kVA、6OHz的交流電。功率有時也可以用千伏安(KVA)來計算,數(shù)值為千伏數(shù)乘上安培數(shù),比如,單相208V、1000A就是208kVA(0.208kVX10OOA宅O8k肌)。KVA可以通過已知的千瓦時除以已知的功率因子(pf)來確定,在不知道功率因子時,其值取0.8。KVA通常標注在設備的銘牌、場地規(guī)劃和安裝指南或相關文件中。圖6.3舉例說明了電力是怎樣通過電力公司,從發(fā)電機或電廠開始,通過輸電網(wǎng)到達數(shù)據(jù)中心的。根據(jù)數(shù)據(jù)中心承載的應用程序的規(guī)模與重要性,同時也存在多電源饋電方式,電力或來自于不同電源或接入點,或來自于更廣泛的電力輸電網(wǎng)。通常主饋電萬式來自于電力公司的電力,備用電源由現(xiàn)場發(fā)電機提供。

為了在停電期間和發(fā)電機啟動并提供穩(wěn)定電力之前的短時間內(nèi)可以繼續(xù)用電,通常使用不間斷電源(UPS)系統(tǒng)。電源管理開關可以手動或自動地在電力公司供電和自發(fā)電之間切換,以便進行維修、診斷和故障排除,或者用于帶有負載平衡的維修旁路。配電器(PDU)可以把來自電源管理系統(tǒng)的高壓電轉(zhuǎn)變?yōu)镮T設備所需的電力。電纜可以鋪設在架空地板的下方或高架管道中。通常PDU可以遍布數(shù)據(jù)中心的不同位置,為服務器、存儲器、網(wǎng)絡設備以及計算機機房空調(diào)(CRAC)和HVAC提供電力。


在圖6.3中,電源控制單元、電源開關或電源管理系統(tǒng)都通過一個或多個電力公司供電。在短期內(nèi)供電的UPS系統(tǒng)連接在電源控制單元上,用來在備用發(fā)電機啟動之前使用動力發(fā)電機或電池為系統(tǒng)提供電力。為防止主用電力斷電,動力發(fā)電機先利用電力公司的電力轉(zhuǎn)動一個大型飛輪,提供足夠的動能驅(qū)使一個小型的使用汽油、柴油、丙烷或天然氣的發(fā)電機啟動并穩(wěn)定保持長時間的發(fā)電。除了電動發(fā)電機,另一種替代辦法或額外冗余是使用電池備份系統(tǒng),系統(tǒng)取決于電池的大小和數(shù)量,同時也可以為數(shù)據(jù)中心提供備用電力。

備用電力

發(fā)電機可以工作在持續(xù)發(fā)電的模式下,可以用作自發(fā)電,也可以用作電力公司的補充共同發(fā)電,或者是作為電力公司停電期間的備用電源。在用電高峰期,當電力公司電費更加昂貴和可用性難以保證時,自發(fā)電或聯(lián)合發(fā)電是補充電力的一種選擇。自發(fā)電的另一個用途是在用電高峰期能夠主動減少或關閉電力公司供電,以此換取一些獎勵,比如說降低非高峰時期的電價或退款。發(fā)電機可以為家庭或個人提供數(shù)千瓦時到數(shù)百千瓦時甚至是兆瓦時級別的電力。能源可以選擇汽油、柴油、丙烷和天然氣。按照使用的能源種類,需要具備本地或應急的存儲罐,用來儲備資源,以各不測之需。

UPS系統(tǒng)彌補了電力公司停電到發(fā)電機啟動并提供穩(wěn)定電力之前這段時間的電力需求并可以為系統(tǒng)提供純凈的電力。根據(jù)發(fā)電機的規(guī)模和類型,以及電源管理或控制系統(tǒng),當控制單元檢測到功率損耗時,發(fā)電機便會自動啟動,而發(fā)電機啟動和穩(wěn)定使用均需要等待兒秒時間。盡管存在電力公司停電與發(fā)電機穩(wěn)定供電之間的時間空白,但通過電池供電的UPS或是通過飛輪高速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換動能進行發(fā)電的動力發(fā)電機,都可以提供連續(xù)的電力使IT設備正常運行。

在線式UPS可以為設備提供持久純凈(無浪涌和瞬時功率波動)的電

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責任編輯:廖生玨

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