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行业新闻
台达UPS电源数据中心供电系统解决方案
发表时间：2015-11-26 编辑：upsweibao
在IT技术进步和数据中心在企业和部门中的重要性不断提高的驱动下，数据中心的变化和发展速度日新月异，在其规模和信息量爆炸性增长的形式下，IT设备的低利用率和机房基础设施的低能源效率，使数据中心的运营成本过快的增长，过高的耗电量、电费支出使数据中心难堪重负，对传统数据中心的设计提出了严峻挑战。
1.数据中心供电系统现状
建设绿色数据中心最大的挑战是什么呢?IDC公司一项针对CIO的调查显示，70%的被访者认为那就是电源和制冷问题。为确保供电系统的高可靠性，采用具有冗错技术的UPS供电系统，比如：并机冗余供电、双总线冗余供电等方案，其UPS系统实际运行的负载情况都是在30%左右，目前数据中心面临着低效率运行的问题。
造成UPS低负载运行的原因大致可归纳为以下三种情况：1、为将来扩展留有余量;2、传统的过度配置留有余量;3、为提高可靠性和可用性采取冗余设计留有余量。
面临数据中心UPS电源系统运行现状，台达HIFT(海福)UPS秉承了台达“环保、节能、爱地球”的社会责任及设计理念，对台达HIFT(海福)UPS而言，不但拥有高可靠性、可用性及高适应性能力。而且，从保护环境的角度来说，实现节能降耗亦是它的最大亮点。
2. HIFTUPS系统方案分析
2.1 N+X冗余,拥有最高可靠性、可用性
HIFT UPS采用模块化设计，单个模块均可在线插入和抽出，无须转旁路操作，大大提升了故障维护和未来扩容的方便性。可与数据中心IT负载合理匹配设计容量，有效的解决了因传统"为将来扩容留有余量"过大超前配置导致的UPS低负载运行情况下的低效率状态。
为了提高可靠性，传统UPS通常采用主从结构的1+1并联冗余方案，虽然这在一定程度上提高了可靠性，但是它不便于离线维护、扩容，同时对设备的利用不充分、缺乏灵活性。更重要的，是此时系统的冗余度仅为1。而HIFTUPS的结构极具弹性，可实现N+1、N+2、N+3…(或N+X)冗余。同时，客户还可通过定购额外的模块，来增加HIFT的备用冗余能力。
通常UPS带载不会超过70%，因此在实际应用中，N+X冗余有最高的系统可靠性。
冗余度越高，可靠性与可用性越高。
2.2 随需扩容，在线升级
快速变化的业务要求企业数据中心具备灵活性(Agility)，当更多的IT应用强调动态结构时，支撑这些应用的UPS供电系统是必须提前一步到位，还是可以根据需要灵活配置?
传统UPS的客户，在规划时必须满足未来可预见的最大负荷功率要求。比如，现在负载总容量虽然只有20kVA，但因将来可能会增长到60kVA，客户在初始配置时通常都会直接采购功率为达到100kVA的UPS，以避免未来因升级困难而导致的可能容量不足。这种传统的设计导致UPS系统严重的容量冗余,使得UPS系统在低负载率、低效率的状态下运行。
HIFTUPS因采用模块化结构，可以在20kVA到480kVA的宽广范围内，以20kVA为单位来随时随需在线扩容，客户不再需要仅是为未来的可能性而提前投入大笔费用。
HIFTUPS的这种灵活性，即允许配置容量最贴近实际需求容量的能力，不仅降低了UPS的初始购置成本，更减少了配套设备(如：空调制冷系统)的配置与能耗支出，有效防止了基础设施超前超大规模设计导致的不必要开支。
2.3 高效节能
在大多数数据中心中，UPS系统通常带载越少，效率越差。而HIFTUPS，即使带载只有额定容量的15%，整机效率亦超过90%;当带载达到27%时，效率就已高达94%。效率在百分比上的每一小步提升，能耗支出的节省将会降低一大步。
比如：一台容量为100KW的UPS，如果提升整机效率达5%，则一年可以节省5万度电。按照工业用电1.5元/度计算，可以节省电费7.5万元。但我们不难发现，在某些地区，既使我们愿意多付出7.5万元，也会因为能源的供应不足，而无法保证系统的正常用电。这个时候，HIFTUPS在节能减排方面的特性，才尤为值得我们关注。
3.总结
作为数据中心关键基础设施的UPS供电系统，其设计理念和配置方案随着数据中心的发展而不断的改变，建设绿色数据中心不仅是企业的需要，也是对国家节能减排呼吁的响应。本文旨在抛砖引玉，为数据中心规划打造一套高效节能型的UPS供电系统，降低数据中心运营成本。
1.数据中心供电系统现状
建设绿色数据中心最大的挑战是什么呢?IDC公司一项针对CIO的调查显示，70%的被访者认为那就是电源和制冷问题。为确保供电系统的高可靠性，采用具有冗错技术的UPS供电系统，比如：并机冗余供电、双总线冗余供电等方案，其UPS系统实际运行的负载情况都是在30%左右，目前数据中心面临着低效率运行的问题。
造成UPS低负载运行的原因大致可归纳为以下三种情况：1、为将来扩展留有余量;2、传统的过度配置留有余量;3、为提高可靠性和可用性采取冗余设计留有余量。
面临数据中心UPS电源系统运行现状，台达HIFT(海福)UPS秉承了台达“环保、节能、爱地球”的社会责任及设计理念，对台达HIFT(海福)UPS而言，不但拥有高可靠性、可用性及高适应性能力。而且，从保护环境的角度来说，实现节能降耗亦是它的最大亮点。
2. HIFTUPS系统方案分析
2.1 N+X冗余,拥有最高可靠性、可用性
HIFT UPS采用模块化设计，单个模块均可在线插入和抽出，无须转旁路操作，大大提升了故障维护和未来扩容的方便性。可与数据中心IT负载合理匹配设计容量，有效的解决了因传统"为将来扩容留有余量"过大超前配置导致的UPS低负载运行情况下的低效率状态。
为了提高可靠性，传统UPS通常采用主从结构的1+1并联冗余方案，虽然这在一定程度上提高了可靠性，但是它不便于离线维护、扩容，同时对设备的利用不充分、缺乏灵活性。更重要的，是此时系统的冗余度仅为1。而HIFTUPS的结构极具弹性，可实现N+1、N+2、N+3…(或N+X)冗余。同时，客户还可通过定购额外的模块，来增加HIFT的备用冗余能力。
通常UPS带载不会超过70%，因此在实际应用中，N+X冗余有最高的系统可靠性。
冗余度越高，可靠性与可用性越高。
2.2 随需扩容，在线升级
快速变化的业务要求企业数据中心具备灵活性(Agility)，当更多的IT应用强调动态结构时，支撑这些应用的UPS供电系统是必须提前一步到位，还是可以根据需要灵活配置?
传统UPS的客户，在规划时必须满足未来可预见的最大负荷功率要求。比如，现在负载总容量虽然只有20kVA，但因将来可能会增长到60kVA，客户在初始配置时通常都会直接采购功率为达到100kVA的UPS，以避免未来因升级困难而导致的可能容量不足。这种传统的设计导致UPS系统严重的容量冗余,使得UPS系统在低负载率、低效率的状态下运行。
HIFTUPS因采用模块化结构，可以在20kVA到480kVA的宽广范围内，以20kVA为单位来随时随需在线扩容，客户不再需要仅是为未来的可能性而提前投入大笔费用。
HIFTUPS的这种灵活性，即允许配置容量最贴近实际需求容量的能力，不仅降低了UPS的初始购置成本，更减少了配套设备(如：空调制冷系统)的配置与能耗支出，有效防止了基础设施超前超大规模设计导致的不必要开支。
2.3 高效节能
在大多数数据中心中，UPS系统通常带载越少，效率越差。而HIFTUPS，即使带载只有额定容量的15%，整机效率亦超过90%;当带载达到27%时，效率就已高达94%。效率在百分比上的每一小步提升，能耗支出的节省将会降低一大步。
比如：一台容量为100KW的UPS，如果提升整机效率达5%，则一年可以节省5万度电。按照工业用电1.5元/度计算，可以节省电费7.5万元。但我们不难发现，在某些地区，既使我们愿意多付出7.5万元，也会因为能源的供应不足，而无法保证系统的正常用电。这个时候，HIFTUPS在节能减排方面的特性，才尤为值得我们关注。
3.总结
作为数据中心关键基础设施的UPS供电系统，其设计理念和配置方案随着数据中心的发展而不断的改变，建设绿色数据中心不仅是企业的需要，也是对国家节能减排呼吁的响应。本文旨在抛砖引玉，为数据中心规划打造一套高效节能型的UPS供电系统，降低数据中心运营成本。
