数据中心备用电源系统助解决停机问题

由于现在企业必须提供更高水平的正常运行时间，企业都开始关注数据中心备用电源。备用电源也越来越先进，管理员可以使用多种系统类型和行业标准来确保无故障运行。

根据研究机构Research and Markets在4月发布的报告《数据中心电源市场-2020-2025年全球展望与预测》表明，在不断发展的电源备用系统市场，不间断电源(UPS)系统是最大的收入来源，其次是发电机、转换开关和开关设备以及配电单元。

研究人员指出，未来几年，我们将看到模块化、可扩展和锂离子供电UPS的广泛部署。

英国的数据中心顾问Mark Acton表示，如果持续运营是主要目标，则企业首先应该确定他们将需要的资源。

他说：“你首先需要确保备用电量与公用电源数量相匹配。”例如，如果数据中心从公共供电获得50兆瓦的电量，则理想情况下，应配备相同数量的备用电源。

对于备用电源，企业通常会从少量电量开始，然后根据经验要求和预算允许，随着时间的推移逐渐增加电量。

Acton说：“你可以看看你的电费账单，请记住，如果你试图消耗比备用系统所设计的更多的电力，它们将会关闭。”如果基础设施的运行接近设计极限，则通常会缩短电源的使用寿命。

备用电源标准指导部署和操作

Acton建议管理员参考标准和行业规划文档，以开发数据中心备用电源基础架构。其中包括ANSI / TIA 942标准，该标准规定了结构化布线工作的最低要求;ANSI / BICSI 002-2019标准，其中涵盖数据中心设计的各个方面;以及用于评估特定用途的电源需求的欧洲EN 50600标准。

数据中心行业权威认证机构Uptime Institute还提供构建备用电源系统的有效指导意见，其中包含不同级别操作冗余和支持。

Uptime Institute首席技术官Christopher Brown说：“每个数据中心都必须在一段时间内保持自给自足，因为公用电力可能会中断，但是在第1级，并没有冗余。”

数据中心内备用电源支持分为4级：

第1级是基本数据中心，具有足够的功能，通过任何形式的现场电源支持其IT负载。

第2级增强了功能，并至少增加一个发电器。

第3级提供并发可维护性，所有组件都是冗余，电源路径也是冗余。

第4级完全容错;该系统不仅可支持并发维护，还可在组件或分发级别自主响应故障或错误。

如何选择数据中心备用电源系统

Brown说，究竟采用哪种系统来达到这些水平完全是另一个问题。通常，管理员应该首先讨论哪些基础架构足够关键以至于需要备用电源。

他说：“这个问题的答案可能包括照明和HVAC等生命安全功能，以及对IT设备的直接支持，而且还必须基于当地法规。”

管理员的第一步工作是确定UPS的类型，因为大多数基础设施都无法在没有某种电源的情况下立即启动–除燃料电池系统以外。

但是某些燃料电池的电能质量可能有问题，因此它并不是可靠的连接数据中心备用电源组件。

Brown说：“对于冷却器等机械系统，燃料电池可能已经足够，但是对于电子设备，你会需要进行筛选。”这使得UPS变得更加重要。

对于企业应部署多少数据中心备用电源，答案取决于具体的基础架构要求。不同的系统可能需要不同的电能质量。穿越时间(即IT团队可在没有公用事业电源的情况下运作多长时间)也因企业而异。

这里的答案取决于很多因素，例如数据传输到云端还是其他物理设施的因素，在这种情况下，穿越时间必须足以完成这些传输。或者，企业可能需要无限期运营，这在重大自然灾害的情况下可能是必需的。

Brown说：“在最低限度，任何系统都需要足够的UPS来支持有序关机，从而保护数据和设备。”

对于临时负载，有些企业采用基于飞轮的储能系统，该系统可根据需要承担负载。Brown警告说，这些系统通常只能提供足够电源14-18秒时间。

他说：“企业通常将它们与快速启动的电源系统相结合，该系统可以在10秒左右的时间内启动并发电。”

UPS之外

为了确保速度和可靠性，有些企业将冗余柴油发电机放在使用独立燃料供应的地方，以减少需要能够快速上线的发电机的需求。大多数系统还将机油和冷却剂保持在接近工作温度的状态，以增加平稳启动的可能性。

Brown说：“额外的成本可能很高昂，但你必须权衡停机的巨大成本。”

作为数据中心备用电源，柴油发电机的其他替代方案包括使用天然气或丙烷燃料的内燃机以及燃气轮机。

Brown说，备用电源的选项曾经非常简单，但是多年来，由于政府法规和环境问题，企业面临越来越大的压力，他们需要消除或减少对柴油发电机的依赖性;甚至电池也可能受到审查。

尽管希望摆脱内燃电源，但这个选项仍然是最佳选择，它以最小最经济的包装提供最大的动力和可靠性。涡轮机启动较慢，对负载变化的响应也不太好。

他补充说：“内燃机可能对环境不利，但实际上，它运行得并不频繁。在IT行业中，几乎所有企业在构建数据中心时都需要内燃机。”

无论管理员选择哪种系统，都需要进行维护和保养，而这些都容易出现机械或电气故障。如果系统长时间运行，则必须在运行期间以及使用期间进行维护。作为常规操作的一部分，团队应测试数据中心备用电源系统并练习快速关机协议。