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IT數據中心電源與能源的管理方案

2013-10-09 09:49:49 電源在線網  點擊量: 評論 (0)
IT數據中心需要電力運行服務器、存儲器和網絡以及相關的冷卻和通風設備。一些用戶甚至是IT的專業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數據中心需要電力運行務器器和網絡以及相關的冷卻和通風設備。一些用戶甚至是IT的專業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。銘牌上的數據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。大多數商業消費類電子產品都是交流供電,如有必要,可以在內部轉換為直流電。例如,服務器和存儲器以交流供電,再通過內部變壓器轉換為直流電。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(一相、二相、三相)而變。頻率根據地點不同有所區別,北美地區使用60赫茲 (Hz),歐洲和世界其他地區使用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,數值為千伏數乘上安培數,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,從發電機或電廠開始,通過輸電網到達數據中心的。根據數據中心承載的應用程序的規模與重要性,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。通常主饋電萬式來自于電力公司的電力,備用電源由現場發電機提供。

為了在停電期間和發電機啟動并提供穩定電力之前的短時間內可以繼續用電,通常使用不間斷電源(UPS)系統。電源管理開關可以手動或自動地在電力公司供電和自發電之間切換,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的高壓電轉變為IT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可以遍布數據中心的不同位置,為服務器、存儲器、網絡設備以及計算機機房空調(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都通過一個或多個電力公司供電。在短期內供電的UPS系統連接在電源控制單元上,用來在備用發電機啟動之前使用動力發電機或電池為系統提供電力。為防止主用電力斷電,動力發電機先利用電力公司的電力轉動一個大型飛輪,提供足夠的動能驅使一個小型的使用汽油、柴油、丙烷或天然氣的發電機啟動并穩定保持長時間的發電。除了電動發電機,另一種替代辦法或額外冗余是使用電池備份系統,系統取決于電池的大小和數量,同時也可以為數據中心提供備用電力。

備用電力

發電機可以工作在持續發電的模式下,可以用作自發電,也可以用作電力公司的補充共同發電,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,自發電或聯合發電是補充電力的一種選擇。自發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。發電機可以為家庭或個人提供數千瓦時到數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系統彌補了電力公司停電到發電機啟動并提供穩定電力之前這段時間的電力需求并可以為系統提供純凈的電力。根據發電機的規模和類型,以及電源管理或控制系統,當控制單元檢測到功率損耗時,發電機便會自動啟動,而發電機啟動和穩定使用均需要等待兒秒時間。盡管存在電力公司停電與發電機穩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動轉換動能進行發電的動力發電機,都可以提供連續的電力使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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