模塊化UPS企業數據中心的應用

國內的數據中心概況

這里講的企業級數據中心是指各企業或者政府單位根據自身業務需要而建造的自用機房，它跟以提供服務器托管為主的IDC(Internet Data Center互聯網數據中心)機房相比主要區別在于系統容量偏小﹑不對外公開，但其主要職能仍不外乎存儲﹑計算﹑應用等方面。目前數據中心作為一種物理載體在企業發展和運營中越來越被重視，國內很多大型企業、政府部門都在不斷地投入這方面的建設?？傮w看來，我國的數據中心目前具有以下幾個特征：

1.剛剛起步，但增長速度迅猛。

國內數據中心建設最早的是政府部門，這一波主要集中在1999、2000年;在2002、2003年的時候呈現第二波，主要集中在金融和電信企業;2006年以后，主要集中在地方政府和國內傳統的大型企業。這些企業單位雖然已規劃建設了數據中心，但已完全建成的所占比例很小，大部分仍處在建設過程中，有的處于存儲中心階段，有的處在計算中心階段。此外，電子商務和電子政務的發展也將促使更多的數據中心被建設?？傊?，國內的數據中心還處在發展初期，據有關部門的統計，2006年以來，國內每年用于建設數據中心的投資已達到百億元以上，并且未來每年投入的增長率還將在20%以上。

2.系統利用率低。

由于對容量的估算不準或者初期的負載量很小，數據中心的設計容量跟實際容量不符。據調查顯示，有70%以上的用戶實際負載量不足設計容量的50%，造成了能源和設備的很大浪費。

3.基礎設施不夠匹配，整個系統的可用度不高。

在系統可用度方面，金融﹑電信和政府部門做得相對比較好，能達到99.99%或者99.999%以上，其它的企業宕機時間就會長一些。這主要是因為在設計整個系統時，只加強了個別環節的可靠冗余，忽視了一些單點故障點的存在。當某個數據中心的系統可用度在99.9%時，其年度宕機時間將達到9個小時。

4.維護和管理能力有待加強。

由于國內的數據中心發展還處在初期階段，有能力﹑有經驗的維護人員還比較缺少。管理人員缺乏對系統全面﹑科學的管理，對災難備份重視不夠，導致大部分的系統故障都是人為原因造成的。

企業級數據中心對UPS電源系統的一般要求

基于服務器自身工作的特點及其重要性，數據中心對電源的要求特別高，一般要用冗余的純在線式UPS系統才能滿足要求。高可用度是對整個UPS電源系統的第一要求，但并不是唯一要求，隨著數據中心建設的發展，人們對UPS電源系統的要求也更加全面和合理。從整體角度用發展的眼光來看，企業級數據中心對UPS電源系統的要求有以下幾個方面：

1.安全可靠，一般要求UPS電源系統的可用度A≥99.999%?！? 個 9”相當于每年有5 分鐘的宕機時間。這個指標是非常高的，首先，可用度是在系統運行壽命期內的連續測量值，它是用總的正常運行時間除以總的運行時間得出的。 A=MTBF/(MTBF+MTTR)， 1 小時的斷電時間會使該電源系統的可用度在 12 年內達不到 5 個 9 的目標。其次，在公式中還要考慮系統重新啟動和恢復的時間。一次 3秒鐘的斷電可能會使服務器宕機 30分鐘，不考慮這些影響因素所計算出的可用度結果意義不大。再者，這個可用度指的是整個UPS供電系統，不是UPS本身。有些企業的數據中心，UPS的容錯能力很強，可用度很高，但是跟它相連的各級斷路器、變壓器、轉換開關等環節存在多個單點故障點，這種設計就出現了可用度“瓶頸”，可用度不高的環節始終會妨礙整個電源系統達到最優的可用度。據統計顯示，全國數據中心的UPS供電系統，有超過70%的故障跟UPS本身無關，而是跟配電系統中其它環節或其它設備的質量、安裝、操作、維護等問題有關，或者由于這些問題導致了UPS誤動作或者故障?？梢?，UPS設備僅僅是涉及整個供電系統可用度問題的因素之一，實現各環節的可靠均衡對于獲得整個UPS電源系統的最佳可用度來說是至關重要的。

2.可提供雙路電源，以滿足雙電源服務器的需求。目前市場上的服務器一般都要求雙電源輸入，任何一路電源出錯都不影響服務器的正常工作，從而使服務器對電源問題的容錯能力大幅提升。

3.UPS電源系統可陸續擴容，并且擴容過程中不能影響負載的正常運行，以滿足服務器不斷擴容和不可中斷的需求。這樣既能有效節省系統建設初期的投資費用，又能使UPS在整個數據中心的建設過程中始終保持在安全而又高效的工作狀態下，提高了系統性價比。

4.系統零地電壓要低，一般不高于1V，以確保服務器數據傳輸的穩定可靠，免受干擾。系統中零地電壓過高的原因有：電網進線本身的零地電壓就偏高，系統接地系統不符合標準，或者系統中諧波電流大﹑地線長﹑線徑小等。UPS本身并不會降低零地電壓，降低零地電壓要通過改善配電系統來實現。

5.綠色環保，節能降耗，順應時代潮流。在能源緊缺﹑重視環保的今天，綠色﹑節能的電源系統備受關注，有的企業已將節能做了量化規定，作為企業每年必須完成的硬性指標去執行。 UPS在綠色﹑節能方面的表現主要體現在輸入功率因數﹑輸入電流諧波以及整機效率等方面。表現好的UPS可以減少設備對電網或者油機的干擾，也可以節省電費，降低運營成本。

6.UPS供電系統應維護方便，便于管理。這樣不但可以節省系統的維護成本，更為重要的是可以盡量避免因人為維護或者管理不當而引發的系統故障。

為了滿足上述要求，必須選用合適的UPS產品，制定合理的UPS供電方案。下面以臺達C系列UPS為例加以介紹。