论数据中心的备用供电技术

论数据中心的备用供电技术

中心对供电的可靠性要求是很高的，因停电引起的事故时有发生，造成的损失也十分严重。因此，提高数据中心供电的可靠性，避免不必要的停电事故成为数据中心必须要解决数据的问题，数据中心的备用供电技术应运而生。小到设备采用两路电源供电，大到整个数据中心采用两路供电，各种备份供电技术纷纷出现。

国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-95中对用电负荷进行了分级，其中正确划分了各种用电设备对供电可靠性要求的界限，使我们能够选择合理的供电方式。数据中心里有大量的用电设备，按照国家标准对数据中心的用电设备进行备用供电技术设计。备用供电的方式有多种，但实现原理都是基本一致的，即当市电正常时，备用电源不工作，当市电故障时，备用电源接管整个数据中心的供电。在早期的数据中心需要通过人力手工进行调整供电，现在的备用供电可以自动调整。一般有两种方式，一种是备用电源与市电同时工作，和市电一起为数据中心提供电力。任何一路供电有问题，数据中心均可继续正常运转。另一种方式是正常时只有市电给数据中心供电，市电经过输出切换装置给数据中心供电，同时充电器为蓄电池进行充电或浮充，当市电断电后或电压超出供电范围，控制器启动逆变器，同时输出切换装置将市电供电状态立即切换到逆变器供电，为负荷设备提供应急供电；当市电恢复时，备用电源切换到备用模式不工作。下面让我们看一看常用的几种备用供电技术。

（1）柴油发电机组备用供电技术

柴油发电机组作备用电源，是目前大部分工程所采用的，由于柴油发电机的容量较大，可并机运行目连续供电时间长，所以至今已经有五六十年的历史了。经常在路上和建筑工地就可以看到这种供电方式，并能听到刺耳的声音。柴油发电机噪音大，产生公害。排烟中有大量的二氧化硫，污染大气，严重影响环保，而且柴油发电机组的油罐像—个极为危险的“炸弹”，万一失火，后果难以设想。如果采用柴油发电机组作为数据中心的备用电源，那么在市电中断后，只能通过人工进行供电切换，这显然不合适数据中心的承载信息处理设备使用，重要的数据中心是不允许有半点业务中断的时间，这个靠人工无法做到，所以这种方式基本不会在数据中心得到大规模的应用。另外柴油发电机组一般放在地下室，设计难度大，进风、冷却、排烟、减震、消音等设施都需要充分考虑。日常维护必须到位，工作量大。存在火灾隐忠。而使用二氧化碳灭火，费用则越来越高。

（2）EPS备用供电技术

EPS是一种应急电源产品，不是长时间性质的备用电源，它只用于当正常电源故障时，维持重要负载的供电可靠性，保证重要负荷在一段时间内或规定时间范围内供电的连续性。EPS一般包括输入输出单元、充电模块、电池组、逆变器、监控器、输出切换装置等部分组成。市电供电与EPS电源供电相互自动切换时间均为0.1～0.25秒，其带载能力强，无排气排烟，无噪音、无振动、无公害。EPS维护简单，可无人值守，自动操作，可计算机监控。其使用可靠、主机寿命一般15年以上。市电中断时EPS逆变自启动时间较快，一般小于3秒（特殊要求可小于0.1秒）。不过0.1秒对于数据中心里的绝大多数设备来讲意味着会中

断。所以EPS只适用于数据中心的照明、消防、电梯、风机、办公自动化设备、应急照明等地，而不适用于数据中心的重要设备。

（3）UPS备用供电技术

UPS为不间断电源(Uninterruptible Power System)的英文缩写。UPS作为不间断供电设备，是当市电断电转为电池供电或市电恢复正常后将负载切换到市电，其切换时间是10 MS，这是目前切换时间最短的备用供电技术。这个中断时间可以满足很多行业的电子设备要求，所以得到了普遍的应用，数据中心中的绝大部分服务器设备在10MS内都可以保持不断电，但对于大型的网络设备、存储设备一般10MS就可能导致通信质量下降，影响业务运行情况。有些高端的UPS设备可以达到3MS，这样几乎可以满足数据中心所有的高精尖设备正常运行。因为UPS是只要开机，就会连续不间断地工作，因此，UPS设备的寿命相对较短，一般为8年左右，而且UPS对使用环境要求也很高，只能放在数据中心机房或空调房间中。如果是为整个数据中心提供供电，则要占用很大的空间位置。目前UPS供电方式是数据中心最主要的备用供电技术，几乎所有的数据中心都采用了这种备用供电的技术。一般数据中心的设备使用寿命在5年左右，UPS设备8年的寿命虽然不长，不过对于数据中心信息设备更新很频繁的场所来说还可以接受。

（4）多种备用供电技术混合应用

根据数据中心中不同设备对供电中断时间可容忍的时间长短来采用不同的备用供电技术。对数据中心运行的重要设备均采用UPS供电，而对于其它非重要的设备均采用可以采用EPS或者柴油机供电，对于耗电量小的设备可以采用蓄电池供电。通过对数据中心不同的设备采用不同的备用供电技术，既能满足数据中心供电不中断的需要，又能降低数据中心的运营成本。目前在数据中心中主要是UPS和其它供电方式相结合的方式来为数据中心不同设备和区域进行备用供电。

当下，我们比以往任何时候都更严重依赖于数据中心，数据中心容量的需求正在稳步上升，在考虑数据中心建设和经营相关成本的同时，必须要考虑供电备份的方案，以满足数据中心对外提供连续性应用业务的要求。而备用电源技术必然会在数据中心发挥巨大的作用，没有人能够忽视它的作用。

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