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数据中心配电系统发展新趋势

君略研究报告网  2012-05-16  浏览:113


  配电系统的重要组成是UPS,它保证了数据中心的电源稳定,但是随着数据中心规模的不断扩大,UPS的耗电也变得越来越多。除了传统的针对UPS和电池的节能技术升级以外,飞轮UPS成为配电系统节能发展方向。


  飞轮被视为标准酸性铅电池或标准UPS的替代品,它的作用是提供30秒钟左右的短暂断电,直到数据中心柴油机发电器启动。飞轮通过7700转/分钟的转动存储大动能,需要时借助双向IGBT电源转换器瞬间释放,一个单独飞轮可支持一个150千伏安UPS按照75%的载荷连续运行30秒。飞轮储能作为一种机械储能的方式,比传统化学蓄电池的效率高8%左右,达到98%。


  飞轮的优势体现在环保优于铅酸蓄电池,其体积小巧,更加节省空间,此外,飞轮更加持久耐用,使用寿命达20年,可在0°~40°摄氏度温度下工作,从而不必配用成本昂贵的空调,具有非常出色的节能环保的效果。飞轮主要供应商为推出CleanSource的艾科沃(ActivePower)公司。


  在国外,大型数据中心为追求更好的绿色节能效果,会采用飞轮替代传统UPS方案。以雅虎“鸡舍”数据中心为例,雅虎“鸡笼”的每个“鸡翼”大约消耗3.6兆瓦电能,各排机柜以200千瓦的增量为一组,每一部分都由从ActivePower公司定制的旋转飞轮提供电力支持。据表示,这个项目的每兆瓦可节省电费500万美元,冷却的节省是其中一个主要因素。目前为止,雅虎公司已经从美国ActivePower公司定制旋转飞轮UPS总计达20兆瓦。


  位于美国科罗拉多州的Broomfield数据中心,是世界上最早同时也是规模最大的使用机架冷却方案的数据中心。该数据中心应用“机架冷却系统+节能冷水机组+飞轮UPS”方案实现了能源的节省和空间的节约。除此之外,VISA、3M等国际知名公司新建数据中心均已采用飞轮产品。


  国内部分用户队飞轮尚有疑虑。有用户认为飞轮技术有一定的技术优势,如不需要蓄电池,效率较高等,但是就中国目前数据中心后备时间的配置习惯看,通常为15~60分,对发电机的性能要求很高,如果抗冲击能力差,启动失败,飞轮技术就无法支撑那么长时间。实际上,这种担心完全没有必要,柴油发电机组的历史非常悠久,现在都100多年了,技术非常可靠,综合性能很好,启动非常快,很方便。


  与此同时,对国内用户来说,目前市电电源的可靠性达到3个99(99.9%),有些重要的负载更采用双路市电供电,市电的可靠性可以说已经达到了4个9,即99.99%。万一市电中断,后备电源的可靠性也可以达到3个9,从市电到后备电源的切换,在技术上只需要10秒的时间,这是一个公开的标准。目前,欧洲已经将这个时间定在了8秒。目前国内很多数据中心,多采用2N以上结构,使用飞轮UPS完全可以满足应用。