基于信息機房工程UPS電源的系統(tǒng)供電方式選擇的重要意義探析

吳茹輝

摘 要 信息機房工程中的UPS電源系統(tǒng)對于保證信息機房的穩(wěn)定持續(xù)運行起到了十分重要的作用，文章對于信息機房工程中UPS電源的供電方式的各項指標(biāo)進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞 信息機房；UPS電源；供電方式；意義

中圖分類號：TN948 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0105-01

由于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，電子信息機房技術(shù)在各行業(yè)中起到的作用正進(jìn)一步加強，目前階段保障信息機房工程的持續(xù)平穩(wěn)運作是一項十分重要的工作，由于對其性能要求一再提升，目前許多單位針對這項工程的資金投入量也逐步增加，在此基礎(chǔ)之上如何正確的選擇系統(tǒng)供電方式是當(dāng)前急需解決的重要問題。

1 UPS系統(tǒng)供電方式

1.1 “N+1”系統(tǒng)供電

“N+1”系統(tǒng)供電，即利用“N+1”臺UPS主機形成一個完備的供電系統(tǒng)，在這些UPS主機之間不存在備用機器，在工作開始時需要全員投入。利用這種連接方式產(chǎn)生的輸出功率通常情況下為系統(tǒng)中各主機的輸出功率之和，并且由于連接方式的關(guān)系在某一臺機器出現(xiàn)任何問題時不會對其他機器產(chǎn)生影響，出現(xiàn)問題的機器停止工作時其工作量會由剩余的機器將其均攤，保持供電系統(tǒng)正常穩(wěn)定的工作狀態(tài)。需要注意的是在使用這種方式進(jìn)行系統(tǒng)供電時，由于連接方式的關(guān)系在系統(tǒng)運行時雖然穩(wěn)定性較強但是系統(tǒng)間一旦出現(xiàn)環(huán)流將會影響整個系統(tǒng)的正常工作，所以想要保證其最大限度的穩(wěn)定需要控制系統(tǒng)中主機的數(shù)量，一般不能超過4臺，即N≤3。

1.2 2N雙總線系統(tǒng)供電

2N雙總線系統(tǒng)供電，即利用UPS主機以及其他部件配置兩套完備的UPS系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)中的主機數(shù)量、輸出功率等均相同，且這兩套系統(tǒng)在工作過程中供電的對象是相對獨立的。這種方式能夠保證在工作過程中一旦某套系統(tǒng)中出現(xiàn)任何故障能夠讓另一套系統(tǒng)接替其完成工作，且大大降低甚至杜絕了系統(tǒng)中產(chǎn)生單點故障的可能。

1.3 模塊化UPS系統(tǒng)供電

模塊化UPS是一種靈活性較強的UPS系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)，此種方式在近幾年剛剛興起，在這一結(jié)構(gòu)中存在大量的UPS模塊，利用模塊構(gòu)建的供電系統(tǒng)能便捷地實現(xiàn)功能的減少或是增加。從前的模塊化UPS系統(tǒng)供電系統(tǒng)中存在的功能模塊數(shù)量較少，只有整流、濾波、變電以及逆變器部分，目前階段已經(jīng)發(fā)展出一種較完善的模塊化UPS，在每一個模塊中都有系統(tǒng)運行所需完整裝置，包括UPS電源以及整體的控制電路。在這種情況下想要保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運作可以利用冗余，架構(gòu)數(shù)量合理的功能模塊即可。

2 正確選擇UPS系統(tǒng)供電方式的重要性

2.1 提升系統(tǒng)工作效率

想要保證供電的持續(xù)性與穩(wěn)定性通常使用的方式就是冗余法，即利用備用設(shè)備實現(xiàn)故障的快速解決。在上述方式中，“N+1”系統(tǒng)供電要保證穩(wěn)定需要實現(xiàn)的是當(dāng)某臺機器故障時將其工作量平攤至剩余機器中，這就要求其在正常使用過程中需要將每一臺機器的運轉(zhuǎn)符合限定在一定范圍內(nèi)，通常不能超過N/（N+1）。但是在控制了UPS主機的正常運轉(zhuǎn)負(fù)載時會產(chǎn)生一個問題，即設(shè)備正常運轉(zhuǎn)過程中設(shè)備功能的浪費，會讓其工作效率大幅度下降，同時負(fù)載量的減小同時會讓機器自身發(fā)熱量增加，持續(xù)發(fā)熱對設(shè)備的使用壽命會產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響，同時降低了電能的使用效率，不符合當(dāng)前“節(jié)能降耗”的發(fā)展要求。而選用模塊化UPS則能將電能的損耗量降至最低，并且還能合理設(shè)置備用模塊的數(shù)量，有效提升系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時的工作效率。

2.2 降低設(shè)備投資成本

不同供電方式中使用的UPS系統(tǒng)是不同的，想要實現(xiàn)400kVA的UPS系統(tǒng)中，成本最小的是“2+1”系統(tǒng)，最大的是雙機雙總線系統(tǒng)，而模塊化UPS系統(tǒng)的投資所需資金量位列第二。需要注意的是，雖然看起來“1+1”系統(tǒng)建設(shè)所需資金與單機雙總線系統(tǒng)建設(shè)所需資金相同，但事實上由于單機雙總線系統(tǒng)在建設(shè)過程中還需要購置STS（靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)），所以其成本較“1+1”系統(tǒng)要高一些。在實際應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身需求選用合適的供電方式，實現(xiàn)對設(shè)備購置成本的有效控制。

2.3 提升設(shè)備的容錯性能

UPS系統(tǒng)在使用過程中的容錯性就是其能夠承受的單點故障最大次數(shù)。由其連接方式可知在不同供電方式下的故障承受次數(shù)。

容錯性能通常與系統(tǒng)負(fù)載存在較強的聯(lián)系，而其中容錯性能較好的有兩種，雙機雙總線系統(tǒng)和模塊化UPS系統(tǒng)。在模塊化系統(tǒng)中，當(dāng)冗余模塊的配置數(shù)量越多，其容錯性就會越好?！?+1”系統(tǒng)與單機雙總線系統(tǒng)的容錯率最低，通常情況下只能承受一次故障的發(fā)生，而“1+1”系統(tǒng)理論上來說其故障發(fā)生概率較單機雙總線要低，因為單機雙總線系統(tǒng)中存在一個接入的設(shè)備：STS，這一系統(tǒng)也可能發(fā)生故障影響系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。根據(jù)自身需求合理進(jìn)行供電方式的選擇能保障系統(tǒng)容錯率在要求范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

2.4 保障系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中的可用性

可用性，即用戶在使用產(chǎn)品過程中產(chǎn)生的感受，通常包括產(chǎn)品解決問題的有效性、各項工作進(jìn)行的便利性以及運行的穩(wěn)定性等，簡而言之就是用戶體驗。目前想要改善用戶體驗，保證產(chǎn)品的可用性就需要從兩方面的內(nèi)容入手，產(chǎn)品的平均無故障時間以及產(chǎn)品故障后的修復(fù)實踐。目前由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，能讓絕大部分產(chǎn)品的平均無故障時間基本保證在一定范圍內(nèi)，所以現(xiàn)階段應(yīng)當(dāng)重視的就是產(chǎn)品故障后修復(fù)所需的時間。使用傳統(tǒng)UPS電源的系統(tǒng)供電方式時想要進(jìn)行檢修工作需要將設(shè)備的主板等部分拆卸下來進(jìn)行更換，所需的時間根據(jù)技術(shù)人員的個人專業(yè)素養(yǎng)不同有所不同，通常為幾個小時，有時會長達(dá)幾天。而使用新型模塊化系統(tǒng)則能利用在線更換這一方式實現(xiàn)某部分模塊功能的更換，通常只需幾分鐘。

3 結(jié)束語

通過上述內(nèi)容可知，在進(jìn)行供電方式的選擇時應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身綜合因素進(jìn)行選取。對于系統(tǒng)性能要求較高的應(yīng)當(dāng)選取雙機雙總線系統(tǒng)，對于負(fù)載量較大而穩(wěn)定相要求相對較低的機房則能選擇“N+1”系統(tǒng)，對于未來負(fù)載量會逐漸增大的機房則可以采用模塊化UPS系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]萬黎升，胡惠清.信息機房建設(shè)中UPS電源系統(tǒng)的設(shè)計選型[J].江西電力，2009（3）.

[2]趙家麟.電子信息機房UPS供電方式選擇分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（19）.

[3]梁建軍.通信交流供電方案初探[J].通信電源技術(shù)，2006（04）.

[4]王士湖.基于IPM的電機控制系統(tǒng)逆變器的設(shè)計[J].淮陰工學(xué)院報，2004（05）.

[5]吳靜敏，左洪福，王華偉.新型民機維修成本目標(biāo)有效性評估方法[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報，2006（02）.

[6]任衛(wèi)東，李俊松，林曉東.UPS電源智能監(jiān)控管理及實現(xiàn)[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2007（01）.endprint