UPS供电系统双总线（N+1）装备计划解析

　　双总线（N+1）计划概述
　　
　　互联网数据中心(IDC)和多媒体数据中心(MDC)是高速互联网的调控中心。用户对它们所承当的对信息资源(数据、语音和图画信息)的长途处理、存储和转送的“时效性”要求极高。哪怕是仅几秒钟的“停机”均会给整个互联网的安全运转和用户的生产经营带来无法估量的丢失。严峻时,甚至会形成社会和经济生活的严峻瘫痪。因而，IDC有必要向用户供给365×24h接二连三的高速、安全和牢靠的信息资源增值服务。为达此意图，从规划原则上讲，承当着向IDC机房供电使命的整个电源体系都有必要选用具有高度“容错”功用的冗余式的供电计划，以保证无论是在市电电网出毛病时或是在某台“双改换、在线式UPS电源”的逆变器产生毛病时，仍是在进行日常保护/检修操作时或因故致使保险丝焚毁/断路器开关“跳闸”时，互联设备均应由“在线式UPS”的逆变器电源来供电，而不该进入由一般的市电电源/应急备用发电机组经UPS的沟通旁路来供电的状况。这是由于只要“在线式UPS”的逆变器电源才有或许向用户的负载供给一起具有稳压、无频率“骤变”，无搅扰和波形失真度极小的高质量正弦波电源。关于包含后备式UPS，在线互动式UPS在内的“非在线式UPS”来说，它们首要对输入电源的电压进行调整，对输入电压的频率动摇，各种电源搅扰和电压失真度并无“实质性”的改进。这就意味着，在整个供电体系中，不该存在单点“瓶颈”毛病危险。为此，应尽或许地装备具有高度“容错”功用的UPS冗余供电体系。也就是说，在这种UPS供电体系的运转中，即便遇到某些“部件”偶尔产生“毛病”时，整个UPS供电体系有必要仍能正常作业。
　　
　　依据当今UPS工业的技能发展水平，以选用具有“双总线输入”和“双总线输出”供电功用的UPS冗余供电体系为宜。它是由如下几部分供电体系所构成的：
　　
　　1）双总线输入供电体系
　　
　　双总线输入供电体系根本装备为：由市电输入电源＋备用发电机组＋“主动切换”控制柜＋输入配电柜。主动切换控制体系时刻监督着各种输入电源的实时运转状况，并保证总是将其中最牢靠的一路电源送到UPS的输入端。关于某些重要的IDC机房而言，其“应急发电机”电源实际上是一套由多台柴油发电机＋发电机并机控制柜所组成的冗余式发电机供电体系。为保证后接的“N＋1”型UPS冗余供电体系能肯定安全牢靠地运转，有必要高度重视坐落上述冗余输入电源供电体系中的各种设备之间的“技能兼容性”和“切换参数”的正确设置。
　　
　　2）双总线输出配电体系
　　
　　为了消除或许呈现在UPS并机体系输出端与用户端之间的“单点瓶颈”毛病危险，有必要装备UPS的双总线输出配电体系。其根本装备是由“N＋1”型UPS冗余供电体系(优选“1＋1”或“2＋1”型并机供电计划)＋输出配电柜＋负载主动切换开关(LTS)所组成的UPS输出供电体系。关于某些要求极高的场所，还应装备由负载同步控制器（LBS）＋两套“N＋1”型UPS冗余供电体系所组成的具有极高“容错”功用的供电体系。鉴于现在在IDC机房中所用的服务器和磁盘阵列机等产品中有（30～50）％为选用“双电源输入供电”体系的产品，关于这些设备，能够直接将别离来自两套“N＋1”型并机体系的电源连接到这种“双电源输入设备”的两个输入端上。关于选用“单电源输入供电”方法的要害负载，则是将别离来自两套“N＋1”型并机体系的电源首要连接到“负载主动切换开关”(常见的是STS型的静态开关和SS型的快速切换开关)的两个输入端上，然后再将用户的要害设备连接到“负载主动切换开关”的输出端上。
　　
　　双总线N＋1体系高牢靠性剖析
　　
　　要想让互联网数据中心具有365×24h的“全天候”运转特性，关于向它供给电源的UPS产品的牢靠性的要求是十分严苛的。这是由于关于牢靠性仅达99.999％的UPS产品来说，它在一年中或许形成的互联网的停机时刻长达316s，即便将UPS产品的牢靠性进步到99.999999％，在一年中或许形成的停机时刻仍有320ms之长。关于IDC机房而言，假如真的产生长达320ms的停机毛病，它会带来很大的丢失。这是由于当时大都计算机所答应的瞬间供电中止时刻为10～18ms。不然，就会形成用户的网控操作体系或运转软件遭到损坏。因而，要想让IDC机房真实具有能供给365×24h的接连不间断的运转特性，绝不是当今的UPS工业可供给的UPS单机所能到达的。迄今为止，咱们只能制作出毛病率越来越低的UPS产品。但是，还制作不出“毛病率为零”的UPS产品。在当今的技能条件下，选用“N＋1”型UPS冗余并机供电体系是消除单点“瓶颈”毛病的最佳供电计划。它是在保证各台UPS单机的逆变器输出电压处于同起伏、同频率和同相位的条件下(呈现在各种UPS单机之间的“环流”等于零)，将“N＋1”台具有相同输出功率的UPS单机置于并联输出状况来运转的供电体系。
　　
　　为使UPS并机供电体系具有必要的“容错”功用，要求用户的最大负载量不该超越N台UPS单机的总输出功率。当UPS并机体系正常作业时，由“N＋1”台UPS单机来均匀分管负载电流。当某台UPS出毛病时，产生毛病的那台UPS经过履行“选择性跳闸”操作而主动脱机，此刻,由剩余的N台UPS持续为用户供给高质量的逆变器电源。
　　
　　跟着坐落UPS冗余体系中的UPS单机数量的添加，它不但会形成整套UPS冗余并机供电体系的牢靠性逐步地下降，并且还会导致整套UPS冗余并机体系的“输出功率的余量”也逐步地减小(这意味着：UPS并机体系的抗输出过载才能也在逐步地下降)。因而，从应用技能的视点看，用户应尽量地选用最牢靠的“1＋1”型或“2＋1”型UPS冗余供电体系。
　　
　　选配同IDC的会集监控体系“兼容性”好的UPS冗余供电体系
　　
　　为了满意信息网络对IDC和MDC机房完成无人或少人值守办理和长途会集监控的需求，然后进步对UPS供电体系的“可办理性”，对互联网数据中心来说，除自身应装备对它的一切IT设备进行实时监控的网络办理体系之外，还应树立一套对“非IT设备”的会集监控体系，以便对比如空调机、配电柜、电池组、发电机组、漏水警报、安全体系和消防体系等设备的运转状况进行实时的监控和剖析。为此，要求所选用的UPS冗余供电体系应装备有如下通讯接口：
　　
　　1）在UPS上装备RS232/RS485接口，Modem或SNMP适配器；
　　
　　2）用于显现UPS的作业状况/报警信息的“继电器干接点”型的输出通讯接口；
　　
　　3）“用户自定义”输入信号(门禁、烟雾、温度、湿度等报警信号)的“继电器干接点”型的输入通讯接口；
　　
　　4）对各种“非IT设备”装备必要的数据采集器；
　　
　　5）装备相应的会集监控和办理软件包或通讯协议。
　　
　　使用上述的输入/输出通讯接口和相应的电源办理软件或用户现有的网管会集监控体系,就能够组成所谓的智能化IDC和MDC机房的会集监控体系。在这样的网管体系中，可完成的首要调控功用有：
　　
　　1）调阅在UPS的LED/LCD显现屏上所能观察到的UPS的实时运转参数(例如：输入/输出电压、电流、频率、有功功率/视在功率、功率因数及电池组的充放电电压/电流等参数)；
　　
　　2）“互联网数据中心”所用的各种“机房环境调控设备”的“运转大事记”(自各种设备开机以来，按时序摆放的，曾呈现过的毛病/报警/用户所履行过的操作等信息)；
　　
　　3）假如产生毛病时，履行网络播送报警(弹出报警窗口)，电话或手机的主动拨号、主动传呼或发E－Mail等操作，以便告诉值班人员及时到现场排除毛病或修理；
　　
　　4）对UPS的备用电池组履行可编程的电池容量“自测试”操作，假如发现电池的“实有容量（Ah）”偏低时，还应主动宣布“电池需求替换”的预报警信号；
　　
　　5）将“用户的自定义”报警信号(例如：温度/湿度、门禁、消防等报警信号)经UPS的输入通讯接口被归入IDC机房或智能化楼宇的一致的会集监控体系；
　　
　　6）由IDC和MDC的主管当局所指定的人员，依据不同的授权权限，分级“从头调整”/设置各种相应设备的运转参数或履行长途的毛病剖析/确诊操作。