还数据中心绿色空间

　　作者:许振新

　　【赛迪网讯】天气渐渐变暖和了，欧主管也越来越不想进机房了。

　　自5年前单位筹建数据中心(IDC)，建设好这个机房后，除了不停地往里面添加服务器外，机房再没有进行过大的改建。只是去年夏天因为气温热，不得不又新添了一台空调。

　　原本以为单位机房的环境还凑合，可最近欧主管去参观某保险公司的数据中心后，欧主管立刻觉得不能再容忍了：嗡嗡的机器声，网络出故障后必须掀开地板检测，特别是一旦停电后，由于负载的增多，原本设计半小时供电能力的UPS经常是5分钟就停止供电了。

　　“真是无法忍受了，上次停电还好有人在机房，及时将系统安全退出了。要是下次还出现这种情况，不知道还会不会这么幸运。”欧主管自言自语道。

　　为了保障数据中心的安全，欧主管决定给老总打报告，请求升级机房。虽然此前有参观的直观感受，欧主管还是请来i博士和钱经理一起来帮着出出主意，以便报告能顺利通过。

　　谈需求

　　理念更新，设计更新，整体机房成为趋势

　　三人一起约到欧主管单位的机房，决定就地会诊。

　　欧主管把情况和两人一说，钱经理便提出：反正都5年了，干脆推倒重来。“你这种方法肯定不行，老总不可能让把原来的投资都抛弃掉的。”欧主管立马否定了钱经理的想法，“i博士，你有什么好的建议？”

　　“5年前和现在相比，机房的理念和设计都有了全新的变化。你首先要从基础理念着手，掌握好后才能指导你的改造计划。”i博士建议说。

　　i博士所说的新理念，指的是美国可用性研究中心提出的NCPI(Network Critical Physical Infrastructure，网络关键物理基础设施)设计新理念，它正在逐渐被认同，并成为未来机房发展的趋势。

　　NCPI是指与数据中心基础物理设施有关的全部内容，诸如不停电供电系统、空调制冷系统、IT设备微环境、系统管理、机房建设等方面。

　　NCPI理念的发展，也带动了整体机房解决方案的发展。一些传统的UPS厂商为此开始从机房整体的角度考虑UPS、散热、布线、噪音等。

　　和前两年相比，一些新技术的应用，使得大功率UPS在环保、可用性和可管理性方面得到了提升。比如，数字化DSP控制技术使得运算处理速度快，控制精度高，整机性能好；IGBT整流技术正逐步取代传统6脉冲整流技术，输出高频化成为趋势，使整机的体积尤其是材料成本大幅下降；作为有效提高大功率产品应用可靠性的有效办法，多机并联技术得到广泛的应用，具备并联功能作为大功率UPS的一个必备功能；交流输入电流谐波抑制、电磁兼容技术、电池智能管理技术、静音技术等，这些绿色环保设计技术的落实，确保UPS产品与环境、人的和谐共处；中文大LCD

　　此外，UPS系统不再只是单一的不间断供电设备单元，而是趋向定制化整体解决方案，朝着向集不间断电源、机柜、电源管理、散热、电力电缆和数据布线为一体的全套电源供应与管理解决方案发展。

　　听着i博士的一番解说，欧主管觉得说到自己心坎里去了。

　　i博士点评

　　大功率UPS是IDC机房的重要组成部分。为了保证信息的不间断及高速度传递，IDC需要优质、无污染和使用安全的大功率电能。由于市电供电性能受到很多环境因素的影响，比如线路遭受雷击、漏电保护误动作、负载接地干扰、电力谐波干扰以及意外市电中断等，因此电源系统的供电品质受到了数据中心的更多关注。

　　说应用

　　电源升级，机房升级，综合考虑运行成本

　　“i博士，那你看像我这样的情况，到底该怎样升级呢？你给我提点建议。”欧主管想继续从i博士处“榨”点东西。

　　“其实，不光是你这里，对于任何现有数据中心来说，其机房的升级都是让人头疼的事。”i博士娓娓道来。

　　由于前期对数据中心NCPI设计缺乏经验或采用了传统的设计理念，用户在对电源系统进行升级时普遍会遇到很多问题。

　　例如：由于诸多的不可预知性，很难将实际的升级成本控制在预算之内；由于当时构建数据中心电源系统的时候没有采用标准化设计，升级时没有统一的标准可循，造成升级困难；由于构建数据中心基础设备可能来自于不同的厂商，服务水平或标准不一致，服务往往不尽人意，甚至造成责任互相推诿，延误工期。

　　“因此，在数据中心电源系统升级时，不应该仅仅从电源的扩容考虑，应从多方考虑，尽量更正前期设计或部署的不足。在升级前期，最好咨询专业人士，对目前数据中心的基本状况进行考察，例如负载情况、设备状况、机房环境等，提出合理的标准化解决方案。”i博士建议说。

　　如果原有UPS电源系统可以满足现在及未来3～5年的业务发展需求，则关键看UPS运行年限是否已经过了经济维护期。对于已经运行多年的UPS系统，在数据中心要升级电源时要全面考虑今后的运行成本、UPS可维护性及可扩展性。对于停产多年的机型，服务支持已经很难得到，或者需要支付昂贵的费用，就得考虑更换新的产品。

　　目前，数据中心电源增容主要有三种方式：

　　并机扩容 若原来的UPS具有并机功能，可以考虑并机扩容，但是若要具有备份功能，至少得配置2＋1冗余系统。

　　分布供电方式 若原来的UPS不具备并机功能，或具备并机功能，但是已经无法采购可以并联的同机型，也可以考虑分布供电，另外购置UPS对其他负载进行供电。但是这种方式不易于管理，若要构成备份系统，则UPS的数量较多，强电布线也相当麻烦。

　　应用全新的UPS系统 新型UPS产品基本上都具备良好的可管理性，可大大减轻设备管理人员的工作量，也具有更宽的选择范围。

　　此外，用户在设计升级方案时，要系统规划，必须要考虑未来3～5年的发展业务需要，其中要考虑UPS容量、预留足够的扩容空间，配电、布线时也要考虑今后的容量需求。

　　同时，运行成本也要仔细考虑。大功率UPS的运行寿命一般在10～15年，所以除了要考虑UPS初期购置成本外，更要考虑未来多年的整体运行成本。对于高额的续保费用要慎重考虑，需要综合考虑今后的维修、保养、续保费用。

　　在降低成本方面，现在一些厂商开始采用模块化的设计，确保系统能够根据用户需求的增长而不断扩展，做到“边成长、边投资”，而不必追求一步到位，从而最大限度地节省投资。而且，数据中心可以采用智能化的管理系统，对系统的运行和使用情况做到心中有数。

　　听到这里，欧主管心里已经明白了七八分。“下一步，你还要考察各个厂商的产品和解决方案，进行综合比较后才能定。”i博士不失时机地提醒道。

　　i博士点评

　　电源系统是一个数据中心的动力心脏。在升级时，要考虑其在线升级可行性、安全性和可操作性，对每一个环节均要充分考虑。严格来讲，需要有一个步骤详细的切割方案，并在实施时做到单步确认，保证电源系统的不中断。

　　专家观点

　　NCPI期待标准化

　　中国电源学会副理事长 张广明

　　计算机技术还在不断发展，作为计算机(IT设备)的“家”——机房也在不断发展。机房基础设施建设正通过高安全性、高可用性、高灵活性、机架化、节能性等方面的综合考虑向前迈进。美国可用性研究中心提出的NCPI设计新理念，正逐渐被认同并成为未来机房发展的趋势。

　　网络关键物理基础设施“NCPI”(Network Critical Physical Infrastructure), 是指与数据中心基础物理设施有关的全部内容，诸如不停电供电系统、空调制冷系统、IT设备 (机架) 微环境、系统管理、机房建设等方面。

　　在IT行业，实际应用中存在的问题和随着技术进步不断提出的新要求，是NCPI新设计理念的产生和新产品开发生产的基础和动力。

　　新的设计理念也在极大地影响和指导着设备厂商的产品研发策略和产品定位，他们一改传统的设备提供商为系统方案提供商，“一体化”和“集成化”成为新的发展趋势。

　　在此新的设计理念指导下产生的新的产品和解决方案遵循了以下四点原则：各供电设备制造和供应渠道的统一化；各供电设备和环节(包括负载机架)结构的一体化和连接的规范化；各供电设备和环节(包括负载机架中的PDU)电源状态管理的集中化；各供电设备和环节结构的模块化、冗余配置和连接的热插拔功能。

　　在NCPI领域，尽管由于行业特殊性使标准化存在着实际的困难，以及长期以来缺乏公众监督的动力行业内广泛的变革兴趣，但业内人士已逐渐认识到必须避免一次性独特工程设计的低效及容易出错的复杂性，透明地管理 IT 物理基础设施的日常业务，才能建立起任何基础设施所期望的高品质。

　　除一些重大改进(如批量生产、可兼容的连接、易于理解和资源共享等)之外，几乎在 NCPI 产品与设计建设流程的每个方面，都存在着实现标准化的必要性和可能性。

　　然后，用户可以以此为基础，将标准化应用于NCPI的流程，并在所有数据中心之间采用相同的 NCPI 配置和流程，从而推动标准化观念朝更广阔的方向发展。

　　由于标准化可显著地提高 NCPI 的商业价值——可用性、适应性和总拥有成本——的每项性能。因而必然成为NCPI技术发展中的一个长期的具有战略意义的发展趋势。

　　产品推介

　　APC Symmetra系列

　　APC Symmetra是包含模块化元件的一体化设备。这种模块化结构奠定了几近永不断电的可用电源系统的基础，并为扩展电源容量提供了灵活的能力。Symmetra电源阵列包含整套的APC数据中心保护软件和附属设备，从而提供了完整数据中心保护的四个关键因素：冗余性、可扩展性、可管理性及可维护性。

　　Symmetra具有智能自检并自动发出故障预警。由于具有冗余性，负载系统在整个服务过程都处于运行和受保护状态。Symmetra通过新的负载均担技术实现N+1冗余性。负载均担意味着电源阵列中的所有模块并联运行并平均负担负载。N+1冗余性意味着电源阵列比额定容量多配置了一个功率模块，所有模块都将相互支持。

　　品牌APC

　　型号ISX 40KVA

　　输出功率40KVA

　　输出波形正弦波

　　工作方式/

　　效率/

　　过载能力/

　　软件管理及远程监控/

　　售后服务7×24小时服务

　　艾默生NX系列

　　默生网络

　　NX系列采用IGBT高频智能整流技术，输入功率因数高达0.99，输入电流谐波低至3%，加上IGBT高频智能逆变技术，让输出性能更加优异。

　　此外，NX系列智能高频在线式UPS具有中文、英文等13种语言显示，图形化状态与参数表述，方便易懂。

　　品牌艾默生

　　型号Paradigm NX系列

　　输出功率10K～200KVA

　　输出波形纯正弦

　　工作方式双变换在线式

　　效率94%

　　过载能力110% 60分钟；125% 10分钟；150% 1分钟

　　软件管理及远程监控Upsiteplus

　　售后服务/

　　山特ARRAY 3A3

　　山特ARRAY 3A3 15K～120KVA UPS供电系统采用的是新型的全模块化设计、纯在线双转换结构、支持N+X并联冗余的高可靠供电系统。其独具特色的系统级并联结构设计和先进的无线并机技术，消除了UPS供电系统中的单点故障。

　　ARRAY 3A3UPS供电系统灵活的系统配置设计，让用户能够根据自己的需要来规划适合自己的电力解决方案，避免了投资的浪费。系统中所有的模块均支持热插拔，方便维护与扩容，实现对供电系统进行在线维护与升级。

　　3A3集UPS、配电柜、旁路开关柜于一体的集成化高功率密度设计，让用户的空间规划更合理，管理更方便。

　　品牌山特

　　型号ARRAY 3A3系列

　　输出功率15K～120KVA

　　输出波形正弦波

　　工作方式纯在线双转换

　　效率>91% (市电模式)

　　过载能力负载≤110%, 可长期正常运行；110%<负载

　　≤130%，10分钟后跳旁路；130%<负载≤

　　150%，1分钟后跳旁路

　　软件管理及远程监控提供基于Internet、局域网、电话线、USB、RS232/

　　485以及干接点的智能化监控方案。

　　售后服务三年保修；全国联保；7×24小时无间断服务

　　科华KELONG FR-UK系列

　　科华KELONG中大功率三进三出FR-UK系列UPS是科华公司承担的重点国家级火炬计划项目产品，专为中大型数据中心、网络机房、工业制造、自动化控制、智能精密设备等应用环境设计，功率因数高达0.9999，有效降低电网负荷，实现了无污染绿色环保。

　　FR-UK系列采用工业级的模块化设计，包括输入整流模块、输出逆变模块、可控硅模块等分别设计在独立的、可拔插的结构模块上，方便日常管理和维护。关键电路采用冗余设计，如逻辑电源冗余、冷却系统冗余、功率容量冗余等，有效提高系统运行的可靠性。

　　品牌 科华

　　型号:KELONG FR-UK系列

　　输出功率:20K～320KVA

　　输出波形:正弦波

　　工作方式:在线式

　　效率 ＞93%

　　过载能力110%满载时维持30分钟；125%

　　满载时维持15分钟；150%满载时维持1分钟

　　软件管理及远程监控 干接点通信、RS232/RS485、MMBM-2电池监控

　　管理、SNMP网络适配器

　　售后服务全国联保、三级服务体系

　　科士达Epower系列

　　Epower系列UPS是科士达针对大中型数据中心而推出的大功率高端UPS设备，单机输出功率为10K～120KVA。产品应用成熟的双变换纯在线IGBT技术，采用高裕量的功率器件，并采用双内置Intel微处理器，可在任何情况下始终保证对负载高质量的稳压、稳频、纯净正弦波输出，充分保证UPS对电网的适应能力。

　　纯在线的静态旁路技术，提供了极强的过载及故障保护装置，在1＋1系统方案中，不间断运行高达165万小时。

　　Epower系列多达8台的并机功能，可轻松实现在线扩容和系统冗余的双重目标，满足数据中心未来的增容需求。分立旁路设置，允许用户随时将并机拆分为单机，或将单机改为并机系统。

　　品牌 科士达

　　型号 EP120

　　输出功率120KVA

　　输出波形正弦波

　　工作方式双变换纯在线式

　　效率92%

　　过载能力在115%/125%/150%过载时能维持60分钟/10分钟/1分钟

　　软件管理及远程监控:配备SNMP卡，支持SNMP、HTTP、TFTP、TELNET、TTYP等协议，可通过IE等浏览器对UPS进行监控。

　　售后服务免费安装调试；三年免费维护；7×24小时现 场/远程技术支持；定期上门巡检

　　伊顿爱克赛Powerware 9390

　　Powerware 9390UPS系列产品适合于信息数据中心、精密仪器仪表制造、工业控制系统、医疗救生系统以及电信和网络通讯系统等大型用户，对不间断供电过程中电力参数精准输出的高级需求。

　　Powerware 9390具有0.99的输入功率因数，对拓宽发电机的兼容性能非常有益，其输出0.9的功率因数则可以提供更高的带载能力。

　　Powerware 9390输出电流失真可以始终保持在小于5%的最小范围内，因此Powerware 9390不仅可以同大范围的发电机有着极好的兼容性，而且在使用时还可以极大地减少对电网的谐波污染，成为电网的“绿色负载”。

　　优化后的控制电路以及先进的隔离技术和精密传感技术，使得Powerware 9390电源的输出效率可以达到94%。

　　Powerware 9390 UPS电源是支持热同步并机技术的USP电源。支持多达4台的直接并机方式和8台并机(加系统旁路柜)方式，并能够提供1280KVA的总容量。

　　厂商观点

　　新兴行业需求旺盛

　　APC InfraStruXure产品经理 于颖

　　总体来说，市场上对大功率UPS的需求越来越大。从2002年至今，小功率UPS掀起的热潮温度不减。随着国外大功率UPS品牌的相继涌入，国内UPS厂商正逐步完善其产品线，并向大中功率产品倾斜。

　　从行业需求情况来看，金融、电信等传统行业对于大功率UPS产品的需求不足，但新兴行业，如制造、政府、交通、流通等对大功率UPS的需求有所上升。

　　前几年开始，APC在国内大功率UPS市场虽然投入了更多的力量，推出了高可用、可升级的数据中心系统结构-InfraStruXure。InfraStruXure系统结构是一种开放式、可自适应，并集成了机架、制冷、电源、管理与维护的系统，可用于网络关键物理基础设施(NCPI)的集成架构。

　　升级机房要整体考虑

　　Eaton Powerware 北京代表处中大功率UPS产品经理 金蔚

　　行业用户对大功率UPS的需求，主要关注在：UPS解决方案的高可用性；优良的输入、输出参数及其它的UPS整机技术指标；UPS的适应性和可管理性。

　　用户升级电源系统，最重要的是需要对现有的电源系统和未来增加的负载量做一系统评估，以正确地规划升级方案满足实际需求。需要确定：UPS的总容量、现有UPS如何利用或者更换；增加设备的配置、方案的综合可靠性和投资性价比。此外还要考虑数据中心机房的整体配置。

　　减少电网污染是方向

　　艾默生网络能源有限公司

　　2006年中国UPS市场将继续保持稳定的增长。同时，中国传统制造业

　　为了减少对电网的谐波污染，大功率UPS逐步向IGBT整流技术发展，如艾默生的NX系列，可将输入总电流谐波降到3%以下，输入功率因数提升到0.99。

　　全数字控制IGBT整流、IGBT逆变技术，使UPS体积更小，重量更轻，是下一代大功率UPS的发展方向。

　　整体式机房越来越具吸引力

　　厦门科华恒盛股份有限公司销售中心副总经理 林金水

　　2005年大功率产品需求拉动市场，30KVA～80KVA功率段的产品仍为主流。在高端市场，用户更关注机房整体解决方案，除了配备最基本的UPS设备外，空调、布线、配电、监控等必须在机房设计之初就考虑进去。

　　从用户需求来看，机房整体解决方案是2006年乃至未来几年UPS应用发展的趋势之一，同时越来越多的UPS厂商开始进军机房市场。

　　这种整体式的方案，可以大大方便用户的选型、采购、安装、维护和扩容，降低整体运营成本。对于以投资来考量产品和方案性价比的机房用户，越来越具有吸引力。

　　四大变化让UPS更健康

　　梅兰日兰电子(中国)有限公司技术支持总监 杨刚

　　随着IT技术的迅速发展，大功率UPS的变化主要体现在四个方面：功率器件——整流器、逆变器均采用集成IGBT功率器件；控制部分——更高性能的微处理器及控制芯片得以广泛应用；显示部分——大屏幕彩色图形液晶显示；管理监控——更多采用企业级整体网络同时管理监控。

　　由此，UPS不仅输出端技术指标得到很大提升，输入特性更趋于理想，成为真正绿色环保的电源产品，而且整体监控更加智能和完善。

　　冗余并联式升级很省事

　　山特电子(深圳)有限公司市场总监 刁俊骅

　　由于数据中心趋于集中化管理，所以对大功率UPS的需求量在增加。另外，由于以前对数据中心不热心的单位和部门也开始上马，所以需求量呈增长趋势。

　　大功率UPS趋于向整体解决方案偏移，另一方面也有趋势向分区保护思考，所以大功率冗余并联式模块UPS系统开始问世。数据中心要升级其电源系统最方便和最直接的方法是采用冗余并联式模块UPS系统。用户在部署电源系统时需要注意它的可用性、可扩充性和可维护性。

　　山西晋中市网通网络数据中心供电解决方案

　　山西网通晋中市分公司，是山西省网通系统内实力最强的分公司之一。几年来，晋中市网通实现了跨越式高速发展，能为用户提供数据、长途、互联网、寻呼等业务，网络用户近百万。

　　山西晋中市网通网络中心特别是监控中心负责整个晋中市核心网络的监控，发生停电是不可想像的。因此，网通晋中市分公司决心为网络中心选择电源保护产品。

　　网通的相关负责人曾经参加过山特举办的产品研讨会，对于山特3A3的功能和性能都非常满意，因此，当山特与代理商能对供货和工程时间作出承诺时，山西网通毅然选定了山特高可靠的模块化3A3系列产品。

　　网通晋中公司选用的容量是3A3 75kVA，配置2组100AH电池。所有提供的设备均为机架式(包括电池柜)，并且整个输入输出配电系统与UPS系统集成在一个19英寸的机架内，同时采用上走线供电方式。

　　采用此方案的优点是：节省了高架地板的费用，同时方便后期的维护与扩容。所有的走线一目了然，无须像从前那样揭开所有的高架地板进行维护。

　　在整个项目中，山特公司的供货能力和代理商太原英诚创力公司的工程能力是最令网通公司满意的地方，同时产品质量也经受住了时间的考验，目前它正在安全地保护着晋中市网络中心的应用。