IDC機房高可用性雙總線供電結(jié)構(gòu)的技術(shù)研究
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2. UPS設(shè)備和電池的在線更新改造割接：
完成上述機架內(nèi)部割接和機房內(nèi)上下走線的割接后，所有的服務(wù)器負載均受UPS和AC的雙重保護，而后再進行UPS設(shè)備的在線改造和割接工作，系統(tǒng)將受到足夠冗余的保護，即便出現(xiàn)偏差，對業(yè)務(wù)影響的風(fēng)險也可降至最低。
此時，將機房內(nèi)的所有列頭柜參照圖15所示的方法逐步割接主開關(guān)的輸入電纜。割接方法：斷開對應(yīng)頭柜的主開關(guān)及原前級UPS輸入，將新UPS輸入電纜和舊電纜上樁頭對調(diào)（如圖15中的紅色線和黑色線）。每個列頭柜分別單獨進行，由于機架端設(shè)備受STS模塊保護，每個列頭柜割接時間持續(xù)約10min，其間該列頭柜所帶負載均靠AC運行，理論上不影響業(yè)務(wù)正常運行，即便其間市電AC中斷，影響范圍也局限在一定的范圍）。割接過程中的新ups的負載率由0+2逐步上升至2+0，舊ups系統(tǒng)的負載率逐步由2+0下降至0+2，其負載對比變化曲線見下圖16。
在線改造工程目前已全部完工并正常運行。本工程前后持續(xù)了近一年，施工改造過程雖然復(fù)雜、割接中也困難重重，但總體上完全達到了在線改造和割接的預(yù)定目標，全過程未出現(xiàn)過影響業(yè)務(wù)的意外故障或事故。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/201612/330857.htm
圖16（橫軸為時間min、縱軸為負載容量KVA）
七.經(jīng)濟效益比較
經(jīng)測算,方案A的投資為方案C的1.5倍,而且方案A性能不理想；方案b與方案c比較投資相近,但方案b可靠性差；本改造項目根據(jù)方案C實施后系統(tǒng)可靠性參數(shù)和效率有明顯提升,已經(jīng)產(chǎn)生的經(jīng)濟效益見表8：（按現(xiàn)負載容量情況，一年度為計算單位）
表8
內(nèi)容描述 | 1、假設(shè)采用 2（N+1）300UPS系統(tǒng) | 2、改造后 （2+1）300UPS系統(tǒng) | 3、改造前 （2+1）300UPS系統(tǒng) |
Ups的輸出參數(shù) | 425kva、365kw、COSΦ=0.85、THDI=17.1%（后端負載特性需求） | ||
Ups輸出負載率 | 23.6% | 47% | 47% |
UPS效率 | 85%（低負載率） | 90% | 73% |
UPS輸入側(cè)THDI | 5% | 5% | 7.4% |
UPS輸入COSΦ | 0.85（低負載率） | 0.9 | 0.72 |
Ups輸入功率 | / | 472KVA（425kw） | 580KVA（420kw） |
Ups改造前后的電能損耗節(jié)約 | / | 以此為0作為核算基準值，增則+，減則- | +90萬kw.h（按市電補償COSΦ=0.95計） |
空調(diào)能耗 | / | 198kw（實測300A） （環(huán)境溫度23-28度） | 310kw（實測470A） （環(huán)境溫度23-28度） |
空調(diào)節(jié)能 | / | 0 | +98萬kw.h |
空調(diào)能耗占比 | 空調(diào)系統(tǒng)能耗功率（198kw）：UPS輸出的有功功率（349kw）=0.57 | ||
結(jié)論 | 1.通過UPS設(shè)備改造前后系統(tǒng)效率的提升可節(jié)約電能約95萬kva.h（90萬kw.h），另含下走線拆除后空調(diào)能耗的降低112kw計，其機房年節(jié)約電能188萬度/年，節(jié)約運行資金154萬元/年（0.82元/kw.h）； 2.采用(2+1)300KVA-UPS+AC的模式相比采用2（2+1）300KVA-UPS雙總線結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)模式，可節(jié)約擁有成本454萬元（能耗節(jié)約主要為(2+1)300KVA-UPS的空載損耗上，按單臺10kw計約26萬kw.h）； | ||
八.小結(jié)
本文介紹了將早期IDC機房單電源回路系統(tǒng)實現(xiàn)在線改造為高可用性雙總線供電回路結(jié)構(gòu)供電系統(tǒng)的一個成功案例。
目前，國內(nèi)建設(shè)的早期IDC機房基本上陸續(xù)到了設(shè)備更新的壽命周期，原有的單路供電結(jié)構(gòu)，用電效率低、設(shè)備故障頻發(fā)、安全系數(shù)不高等缺陷都或多或少地制約了業(yè)務(wù)的發(fā)展，本工程的有效嘗試，為類似的機房的改造提供了可借鑒的經(jīng)驗，同時也為“低成本”和“在線”的實現(xiàn)途徑進行了有益的探索。
總結(jié)本工程，有幾個問題需要進一步思考：
1. 傳統(tǒng)的UPS供電系統(tǒng)方案已經(jīng)走過了50年，為保障系統(tǒng)的高可用性，IDC供電系統(tǒng)設(shè)計建造的現(xiàn)狀和趨勢是：系統(tǒng)不斷復(fù)雜化，造成設(shè)備堆積、結(jié)構(gòu)臃腫，從而導(dǎo)致IDC機房的建設(shè)成本不斷攀升。但高成本和高投資并不等同于高可用性，所以在舊系統(tǒng)改造和新系統(tǒng)建設(shè)時，迫切需要我們?nèi)ヌ剿骱蛢?yōu)化新的建設(shè)設(shè)計方案；
2. 復(fù)雜的配電結(jié)構(gòu)和設(shè)備堆積致使設(shè)備效率難以再有效提高，在能源緊張和國家積極倡導(dǎo)節(jié)能減排的今天，需要在高可用性的基礎(chǔ)上探索有效的節(jié)能減排方案；
3. 雖然，不同的機房建設(shè)和發(fā)展歷史不同，從而造成現(xiàn)有的IDC機房的供電結(jié)構(gòu)五花八門，難以標準化的現(xiàn)狀給系統(tǒng)的維護和改造帶來很大的難題，但是探索新的供電結(jié)構(gòu)、配電方式等行之有效的改革措施仍然是刻不容緩的！
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