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集中式與分布式UPS之比較
--臺達電源解決方案
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一、簡介

只要有電力不中斷的需求,就需要使用不間斷電源系統(tǒng)(UPS)。UPS好比是電力的中間商,不論組織規(guī)模大小或電力消耗如何急劇變化,都能協(xié)助基礎建設提供連續(xù)不中斷的電力。UPS備用電力的傳統(tǒng)部署方式有集中式與分布式兩種類型,但以技術觀點看,其目的都一樣——即要讓電力不停歇地流動,尤其是在供電狀況惡劣的時候,如產生電壓突波、電壓下降、完全停電、頻率差異及其他電力問題時。

雖然目的相同,但兩者解決問題的方式互異。兩種方案各有優(yōu)缺點,需要根據(jù)組織的長期或短期需求而定。對于交通、政府機構、IT及金融服務業(yè)等需依賴電力提供穩(wěn)定的高能見度并具有高耗能的產業(yè),在企業(yè)內部與外部都對電力供應有急切需求,維持持續(xù)且充足的電力供應是其第一要務。

后續(xù)章節(jié)將針對集中式與分布式UPS所提供的不同方式的靈活性,討論應如何配合既有需求及未來成長來設計其電力保護的規(guī)模。

二、分布式UPS

分布式UPS不是被直接安裝在服務器機架上,就是被裝在服務器機架旁邊,導致(極可能)所有服務器都連接著UPS硬件,硬件與服務器之間僅剩極少空間或毫無空間。如果將分布式UPS比作是在一塊區(qū)域內每隔4.5公尺就配置一個的火炬照明信道,那么集中式UPS則可被比作能照亮30公尺半徑區(qū)域的大型閃光燈。當分布式UPS火炬的其中之一熄滅時,只會使其周圍4.5公尺范圍變暗;但如果大型閃光燈暫時熄滅了,所有事物都會漆黑一片。

1、可靠性:近接性強度

對企業(yè)的IT網(wǎng)絡和供電系統(tǒng)而言,服務器和與其關聯(lián)的UPS之間的距離越大,電力面臨的風險就越高,例如會發(fā)生噪聲干擾、接地及/或接線松脫等問題。由于分布式UPS被直接安裝在伺服機架上或旁邊,縮短了彼此間的距離,沿電力線鏈路發(fā)生的配線故障機率就可大幅降低。藉由沿著整體網(wǎng)絡來配置自給式輔助電源,就能防止集中式UPS部署所可能產生的大規(guī)模電力中斷問題。

2、簡易安裝與整合

重量輕并具有較高機動性的特色,使分布式UPS的安裝與移動極為簡易,因此成為需要較高機動性數(shù)據(jù)中心的理想選擇。高近接性的服務器機架也使分布式UPS在以太網(wǎng)絡的連接方面占有優(yōu)勢。

3、適合小型組織的更佳成本控制

由于分布式UPS的設計并非供整個企業(yè)網(wǎng)絡使用,而僅是網(wǎng)絡之中的一處服務器機架,因此采購這項解決方案的初設預付支出遠低于集中式UPS。集中式UPS的成本常對中小型企業(yè)造成殺傷力,而小型UPS的壽命則與服務器硬件相當,使組織可以經(jīng)濟地同步更新服務器硬件及備份UPS。當小型公司有擴充備份電源保護的需求時,可藉由選擇增加系統(tǒng)的冗余度、根據(jù)實際需要增加額外的UPS來實現(xiàn);相較于使用集中式UPS,可大幅降低成本。

4、缺點:管理效率較差

  • 服務器的角色功能使其必須配置在備用電源系統(tǒng)前面,使得UPS占用了更多的服務器機架空間,從而削減了服務器可用空間。
  • 由于分布式UPS的設計,其機組數(shù)量比集中式多,所管理與監(jiān)控的資源網(wǎng)絡遠大于集中式UPS。因此,管理這些資源往往成為組織中IT或數(shù)據(jù)中心人員的沉重負擔。

三、集中式UPS

集中式支持架構包含一套或兩套大型UPS,裝設位置在服務器機房周邊、整排服務器的端點或是鄰近服務器的一處獨立地點。集中式UPS就像是圍繞著組織整體網(wǎng)絡的巨大電源保護網(wǎng)。

1、可靠性

對大公司而言,一般小型分布式UPS單相電源保護裝置很難滿足其自身需求。集中式UPS的設計以高密度服務器硬件的需求為出發(fā)點,由于這些硬件通常使用三相電源,其UPS當然也是越堅固耐用越好,以便這類UPS同時對單相及三相負載提供保護。如今,服務器的功率越來越高,但更高的溫度會大幅縮短UPS電瓶的壽命。遠距離配置的集中式UPS會保護其電瓶,從而延長電瓶壽命周期,并減少費時傷財?shù)碾娖扛鼡Q頻次。

2、穩(wěn)定輸出及增加空間利用

集中式UPS通常是聯(lián)機運作的雙轉換架構,可提供較高穩(wěn)定度的功率曲線,并能消除大多數(shù)的電力中斷(如尖波、失真、電壓突波)。另一方面,分布式UPS的設計是為應對電源的變動(通過互動線路架構),這意味著異常狀態(tài)會被傳遞到終端裝置。再者,集中式備份架構中的UPS與服務器機架分開,因而可空出寶貴的空間供服務器硬件使用。

3、改善經(jīng)濟規(guī)模

為了增加分布式備份架構的容量,數(shù)據(jù)支持人員必須為每個服務器機架人工增設額外的UPS,這在大型企業(yè)內會是極為繁瑣且無效率的作業(yè)。除了會減少可供服務器硬件使用的寶貴機架空間外,這種架構也使得數(shù)據(jù)技術人員需要監(jiān)控及維修的設備倍增。而集中式UPS建立冗余容量僅為單一步驟程序,可大幅節(jié)約作業(yè)的時耗。

4、缺點:能源效率差及成本問題

使用集中式UPS需要較大的占地面積,且其規(guī)劃、安裝、設置、測試及啟用所需協(xié)調作業(yè)相對繁瑣。多數(shù)公司選擇使用集中式UPS時往往高估所需。而由于企業(yè)過度估計集中式UPS的所需容量所浪費的能量幾乎高達25%。這種最常見的狀況所產生的過度“能源”相對出現(xiàn)過度“熱量”,從而加重數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)需求,造成能源成本高漲。這類UPS常需使用專用空調系統(tǒng)才能管控其額外的能(熱)量輸出。

除數(shù)據(jù)中心額外增加的冷卻需求所致的成本外,集中式UPS的價格也大幅高于其較輕量的對手——分布式UPS。

四、復合式解決方案

模塊化UPS,例如臺達Modulon DPH系列,則可為許多中等規(guī)模數(shù)據(jù)中心關鍵任務的運作建立強健的備份架構。通過模塊化UPS,企業(yè)只需根據(jù)需要插入額外的電源模塊就能強化備份系統(tǒng)的冗余度,從而使分布式系統(tǒng)獲得集中式備份系統(tǒng)的效率以及分段式的成長彈性(并成本節(jié)。。具備充裕額定容量的三相Modulon DPH系列可為企業(yè)提供最高的可用度。

  • 25kW至75/150/200kW無中斷電力可額外增加800kW并聯(lián)容量
  • 平均修復時間(MTTR)接近于零
  • 通過并聯(lián)機架或同一機架整合于既有配電設備中
  • 電源自我同步及控制模塊支持連續(xù)在線操作,即使控制模塊失效
  • 高過載保護:10分鐘125%過載、1分鐘150%過載
  • 最多可擴充至4單元,無需額外硬件
  • 內置手動旁路裝置,可免除保養(yǎng)停機時間

另外,結合集中式與分布式UPS的復合式備份架構所提供的解決方案可涵蓋更多基地,并可借用其他系統(tǒng)的力量補償單一虛弱系統(tǒng)。

五、結論與摘要

上述討論顯示,要確認何種備份解決方案最佳,需要依賴復雜的變量矩陣,例如用戶監(jiān)控或管理特定備份系統(tǒng)的能力、兩種解決方案的成本利益比、現(xiàn)有服務器機架的使用容量與未來需求、當前及預估的功率需求,以及更多技術性問題, 例如服務器是否使用單相或三相電源。再者,兩種選擇各有優(yōu)缺點,但若能全盤考慮各種UPS解決方案及貴公司的需求,管理階層將更容易做出最佳策略的選擇。

表格:集中式與分布式UPS性能比較

參數(shù)

分布式UPS

集中式UPS

可靠度

近接優(yōu)勢

三相電源的穩(wěn)定輸出容量更大

安裝簡易性

較佳(輕量)

較差(重量較重)

成本與效率

小企業(yè)成本控制較佳

改善規(guī)模經(jīng)濟

空間

UPS占用服務器的空間

占用較大樓地板,但空間利用性較佳

管理

管理效率差

電力室集中式管理比較容易

臺達推薦的UPS機型*

Amplon系列

N 1-3kW、R 1-3kW、Gaia 1-3kW、RT 5-10kW

 

Ultron系列

EH 10-20kW

HPH 20-40kW

Modulon 系列

DPH 25-75/150/200kW

NH Plus 20-120kW

 

Ultron 系列

HPH 60-120kW

DPS 160-500kW

* 建議但不限于此等機型。


 

狀 態(tài): 離線

公司簡介
產品目錄
供應信息

公司名稱: 臺達集團
聯(lián) 系 人: 中達電通股份有限公司
電  話: 400-820-9595
傳  真: 021-58630003
地  址: 上海浦東新區(qū)民夏路238號
郵  編: 201209
主  頁:
 
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