อภิปรายเกี่ยวกับโหมดการจ่ายไฟของห้องคอมพิวเตอร์ศูนย์ข้อมูล

อภิปรายเกี่ยวกับโหมดการจ่ายไฟของห้องคอมพิวเตอร์ศูนย์ข้อมูล

ในการก่อสร้างห้องไอดีซี การก่อสร้างระบบไฟฟ้าเป็นสิ่งสำคัญที่สุดอย่างไม่ต้องสงสัยการพัฒนาธุรกิจต่างๆ และการทำงานที่เสถียรของเซิร์ฟเวอร์ต่างๆ นั้นแยกออกจากแหล่งจ่ายไฟที่เสถียร เชื่อถือได้ และไม่ขาดตอนบทความนี้จะกล่าวถึงหลักการพื้นฐาน ข้อดีและข้อเสีย และความเป็นไปได้ของโครงสร้างระบบไฟฟ้าต่างๆ ในห้อง IDC โดยสังเขป

1、 ความต้องการห้อง IDC สำหรับแหล่งจ่ายไฟมีลักษณะดังต่อไปนี้
1. ความน่าเชื่อถือสูงสำหรับแหล่งจ่ายไฟ
ลูกค้าของ IDC มักจะเป็นลูกค้าองค์กร และบางส่วนเป็นเว็บไซต์พอร์ทัลหากโหลดถูกขัดจังหวะ ผู้ให้บริการของ IDC จะต้องเผชิญกับการสูญเสียครั้งใหญ่ ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดสูงสำหรับความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ

2. ความจุขนาดใหญ่
การลงทุนก่อสร้างห้องคอมพิวเตอร์ของ IDC นั้นมีขนาดใหญ่มาก และจะคำนึงถึงการเติบโตของธุรกิจในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ดังนั้นจึงน่าจะสามารถรองรับปริมาณธุรกิจที่มากพอโดยทั่วไป ชั้นวางประมาณ 50-100 ชั้นวางจะถูกวางไว้ในห้องเครื่อง และโหลดของชั้นวางแต่ละชั้นจะอยู่ที่ประมาณหลายพันวัตต์ดังนั้นโหลดของห้องเครื่องจึงอยู่ที่ประมาณหลายร้อยถึงหลายพันวัตต์ศูนย์ IDC อาจสร้างห้องเครื่องหลายห้อง

3. โหมดแหล่งจ่ายไฟที่ค่อนข้างรวมศูนย์
ในการแบ่งปันความเสี่ยงและคำนึงถึงความสะดวกในการจัดการแหล่งจ่ายไฟจากส่วนกลาง โดยทั่วไปจะพิจารณาตามความจุโหลดของห้องคอมพิวเตอร์ซึ่งมีขนาดประมาณหลายร้อยถึงหลายพันกิโลวัตต์

4. ข้อกำหนดสูงสำหรับมลพิษฮาร์มอนิกของอุปกรณ์
ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นของรัฐในด้านการอนุรักษ์พลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อม ผู้ดำเนินการโทรคมนาคมตอบสนองในเชิงบวกในขณะเดียวกัน ห้อง IDC ยังเป็นผู้ใช้ไฟฟ้ารายใหญ่ ซึ่งเป็นจุดสนใจหลักของหน่วยจ่ายไฟมีความใส่ใจในระดับสูงต่อฮาร์โมนิกซึ่งเป็นเทรนด์

2、 โซลูชันการจ่ายไฟของ UPS แบบดั้งเดิม
อุปกรณ์สื่อสารข้อมูลแบบดั้งเดิมต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ AC ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้แรงดันไฟฟ้าและความถี่เดียวกันกับแหล่งจ่ายไฟในเขตเทศบาล นั่นคือ 220V, 50Hz แหล่งจ่ายไฟ AC เฟสเดียวระบบจ่ายไฟของอุปกรณ์สื่อสารข้อมูลแบบเดิมคือระบบ UPSระบบ UPS โดยทั่วไปประกอบด้วยเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์ แบตเตอรี่ และสวิตช์แบบสถิตเมื่อไฟหลักเป็นปกติ ไฟหลักจะถูกแปลงเป็นไฟ DC ผ่านวงจรเรียงกระแสเพื่อจ่ายอินเวอร์เตอร์ และชาร์จแบตเตอรี่ในเวลาเดียวกันอินเวอร์เตอร์แปลงไฟ DC เป็นไฟ AC เพื่อจ่ายโหลดในกรณีที่ UPS ขัดข้อง สามารถแปลงโหลดเป็นแหล่งจ่ายไฟหลักแบบบายพาสได้โดยใช้สวิตช์แบบสถิตในกรณีที่ไฟฟ้าดับเป็นเวลานาน ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองจะจ่ายไฟ
แม้ว่าอุปกรณ์ในห้อง IDC จะใช้แหล่งจ่ายไฟแบบเฟสเดียว แต่กำลังไฟฟ้าก็ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ และกำลังของ UPS แบบเฟสเดียวไม่สามารถทำได้มากนักซึ่งมีอยู่อย่างจำกัดการแก้ปัญหาคือการใช้ UPS แบบสามเฟสสำหรับการจ่ายไฟ โดยทั่วไปกำลังไฟฟ้าจะถูกแบ่งออกเป็นสามเฟส และ UPS จะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อแก้ปัญหาความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟเนื่องจากในที่สุด UPS จะจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ข้อมูลผ่านอินเวอร์เตอร์ หากอินเวอร์เตอร์และชิ้นส่วนสวิตชิ่งล้มเหลว แบตเตอรี่จะไม่จ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ข้อมูลโดยตรง ซึ่งจะทำให้อุปกรณ์ข้อมูลหยุดชะงัก
โหมดการจ่ายไฟของ UPS ทั่วไปหลายแบบ

1. การสำรองข้อมูลร้อนควบคู่
โหมดการจ่ายไฟของ UPS นี้ช่วยขจัดจุดขัดข้องเพียงจุดเดียวและเข้าใจได้ง่าย แต่โหลด UPS เพียงเครื่องเดียวในเวลาเดียวกันดังนั้นจึงมีปัญหาเรื่องความจุเกินพิกัดที่ไม่ดีและอายุที่ไม่สม่ำเสมอของเครื่องจักรหลักและสแตนด์บาย ซึ่งปัจจุบันไม่ค่อยได้ใช้

2. ความซ้ำซ้อนแบบขนาน
ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของโหมดการจ่ายไฟของ UPS นี้คือสามารถแบ่งโหลดได้เท่าๆ กันถ้า UPS ตัวใดล้มเหลว จะถูกตัดออกระบบ UPS ยังคงทำงานในโหมดออนไลน์ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนความจุของระบบสามารถขยายได้โดยการเพิ่ม UPS ตามโหลด
3. โหมดแหล่งจ่ายไฟบัสคู่

คุณลักษณะที่ใหญ่ที่สุดของโหมดการจ่ายไฟของ UPS นี้คือการจัดหาบัสจ่ายไฟสองบัสที่ไม่ได้รับผลกระทบพร้อมกัน ซึ่งจัดตามลำดับสำหรับโหลดพลังงานคู่หรือโหลดพลังงานเดี่ยวผ่าน STSวิธีการนี้ยังกำจัดจุดบกพร่องเพียงจุดเดียว แต่จำกัดอยู่ที่รูปแบบการจ่ายไฟ เพิ่ม LBS (การควบคุมแบบซิงโครนัส) และ STS (การสลับสองทาง) ดังนั้นจึงเพิ่มจุดบกพร่องด้วย
ข้อดีของระบบจ่ายไฟของ UPS:
โครงร่างทางเทคนิคนั้นสมบูรณ์และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน
เอาต์พุต AC ไม่ง่ายที่จะดึงส่วนโค้ง

ข้อเสียของรูปแบบการจ่ายไฟของ UPS:
เป็นการยากที่จะทำให้ขนานกัน และจำเป็นต้องมีการซิงโครไนซ์แรงดันไฟฟ้า ความถี่ และเฟส
การออกแบบระบบมีความซับซ้อนและมีจุดบกพร่องหลายจุด
มีขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงมากมายและประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ
ฮาร์มอนิกอินพุตสูงและตัวประกอบกำลังต่ำ

3、 โซลูชั่นการแชร์ระบบไฮบริดบัส 48V
โครงสร้างของระบบจ่ายไฟนี้มีลักษณะเฉพาะที่ระบบจ่ายไฟของโหลด DC และโหลด AC - บัส 48V เป็นแหล่งจ่ายไฟอินพุตในกรณีไฟดับหรือวงจรเรียงกระแสขัดข้อง แหล่งจ่ายไฟบัส - 48V จะไม่ขาดตอน เนื่องจากแบตเตอรี่เชื่อมต่อแบบขนานกับบัสเอาท์พุตโหลด DC ถูกขับเคลื่อนโดย - บัส 48V โดยตรง และโหลด AC นั้นขับเคลื่อนโดยอินเวอร์เตอร์ นั่นคือ อินเวอร์เตอร์ที่ขับเคลื่อนโดย - แหล่งจ่ายไฟ DC 48V แทนที่อัพ
ข้อดีของโซลูชันระบบไฮบริด:
เทคโนโลยีมีความเป็นผู้ใหญ่แหล่งจ่ายไฟ 48V เป็นเครื่องสำรองไฟจริงที่มีเอาต์พุตบริสุทธิ์ ดังนั้นความเสถียรโดยรวมของระบบจึงได้รับการปรับปรุงไม่ง่ายที่จะดึงส่วนโค้งและมีความปลอดภัยสูง
ข้อเสียของโซลูชันระบบไฮบริด:
ในห่วงโซ่พลังงานของโหลด AC จำนวนการแปลงกำลังเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าต่ำและกระแสไฟสูง ซึ่งเพิ่มการสูญเสียและลดประสิทธิภาพของระบบ
โครงสร้างระบบจ่ายไฟนี้ใช้ได้กับกรณีที่โหลด AC เป็นพลังงานขนาดกลางและขนาดเล็กเท่านั้น

4、 Rectifier ชนิด RAC โซลูชั่นจ่ายไฟแรงสูง
ตัวแทนจากแหล่งจ่ายไฟใหม่ที่ดีที่สุดสำหรับเครือข่ายและบริการโทรคมนาคมใหม่ที่เผยแพร่โดย Intelec ในปี 2544 และงานวิจัยใหม่เกี่ยวกับเทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟ RAC ที่รวมโทรคมนาคมและการสื่อสารข้อมูลที่ตีพิมพ์ในปี 2543 France Telecom ได้ทดลองใช้ระบบจ่ายไฟ RAC คล้ายกับระบบจ่ายไฟ DC 48V แบบดั้งเดิม บัส DC จะถูกแทนที่ด้วยบัสที่แก้ไขแล้ว ซึ่งจริง ๆ แล้วเป็น DC แบบพัลซิ่งระบบประกอบด้วยสะพานเรียงกระแส, ชุดแบตเตอรี่แรงสูง, สวิตช์แบตเตอรี่, เครื่องชาร์จ ฯลฯ การปราบปรามกระแสฮาร์มอนิกอินพุตและตัวประกอบกำลังของระบบจ่ายไฟ RAC นี้จำเป็นต้องได้รับการชดเชย และต้องเชื่อมต่อตัวต้านฮาร์มอนิกแบบขนานบน RAC รสบัส.

ข้อดีของโซลูชันการจ่ายไฟแรงสูงของ Rac:
มีขั้นตอนการแปลงเพียงขั้นตอนเดียวในวงจรจ่ายไฟทั้งหมด โดยมีการสูญเสียต่ำและมีประสิทธิภาพสูงเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ใช้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่แบบออฟไลน์เท่านั้น จึงมีความจุน้อยและต้นทุนต่ำข้อเสียของโซลูชันการจ่ายไฟแรงสูงของ Rac:
ใช้ไฟฟ้าแรงสูงและมาตรฐานความปลอดภัยสูงมีการใช้แบตเตอรี่ก้อนเดียวจำนวนมาก ซึ่งต้องการการจัดการแบตเตอรี่ที่เข้มงวดมากขึ้น

5、 อภิปรายเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของแหล่งจ่ายไฟ DC แรงสูง
เงื่อนไขการจ่ายไฟภายในของอุปกรณ์ข้อมูลคือแหล่งจ่ายไฟภายในของโฮสต์คอมพิวเตอร์ จอภาพ เครื่องพิมพ์ และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เป็นแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งอินพุต AC 220V ได้รับการแก้ไขและกรองเป็น DC 300V จากนั้นลดและทำให้เสถียรเป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำผ่านหลอดสวิตช์ไฟและหม้อแปลงสวิตชิ่งเพื่อให้พลังงานสำหรับแต่ละส่วนโดยทั่วไป แรงดันไฟ AC จะอยู่ระหว่าง 110-250V และแรงดัน DC หลังจากการแก้ไขและการกรองจะอยู่ระหว่าง 150v-340vดังนั้น หากป้อนแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 150v-340v เข้ากับอุปกรณ์เหล่านี้ อุปกรณ์สามารถทำงานได้ตามปกติเมื่อพิจารณาว่าแรงดันไฟฟ้าอยู่ในช่วง 228v ~ 280v (แบตเตอรี่สำรอง 12V 19 หรือ 20 ก้อน) ไฟ DC ยังคงเป็น 228v ~ 280v หลังจากผ่านวงจรเรียงกระแสและกรองของบริดจ์และอยู่ระหว่าง 150v-340v ดังนั้นการสลับ แหล่งจ่ายไฟยังคงทำงานได้ตามปกติ การทดลองในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่ามีผลดีเมื่ออุปกรณ์ข้อมูลป้อนเข้าประมาณ dc270v

6、 โซลูชันที่ 1 ของระบบจ่ายไฟ DC แรงสูง
อินพุต AC, วงจรเรียงกระแส, แบตเตอรี่สำหรับจัดเก็บ และอุปกรณ์ชาร์จของโครงการซัพพลายเออร์ DC ไฟฟ้าแรงสูง I เหมือนกับระบบจ่ายไฟ RACข้อแตกต่างคือระบบจ่ายไฟของ Rac จะจ่าย RAC ให้กับตัวแปลง DC / DC กำลังแรงสูงแบบรวมศูนย์โดยตรง จากนั้นจึงแปลงเป็น dc270v แรงดันสูงที่เสถียรบริษัท NTT ของญี่ปุ่นได้ทำการทดสอบระบบนี้แล้วในกรณีที่ไฟฟ้ากระแสสลับขัดข้อง แบตเตอรี่จะจ่ายไฟ 270V DC ให้กับอุปกรณ์โหลดผ่านสวิตช์ DC และตัวแปลง DC / DC กำลังสูง
ข้อดีของระบบจ่ายไฟนี้:
ความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกำลังของอุปกรณ์โหลดมีขนาดใหญ่ราคาถูก;
ข้อเสียของระบบจ่ายไฟนี้:
DC / DC กำลังแรงสูงแบบเดี่ยวถูกนำมาใช้กับไฟฟ้าแรงสูง กระแสไฟสูง และมาตรฐานความปลอดภัยสูงมีการใช้แบตเตอรี่จำนวนมาก ซึ่งต้องการการจัดการแบตเตอรี่ที่เข้มงวดมากขึ้น

7、 โซลูชัน II ของระบบจ่ายไฟ HVDC
โครงการนี้เป็นระบบทดลองจ่ายไฟสำหรับผู้ประกอบการโทรคมนาคมในประเทศเพื่อปรับปรุงแหล่งจ่ายไฟในห้องไอดีซีYancheng Telecom เป็นตัวแทนคนแรกตอนนี้บางสาขาโทรคมนาคมและมือถือบางสาขาได้ทดลองใช้แล้วคล้ายกับระบบจ่ายไฟ 48V แบบดั้งเดิม มันประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสและแบตเตอรี่สำรองแบบขนานหลายตัวภายใต้สภาวะปกติ วงจรเรียงกระแสจะแปลงไฟหลักเป็นไฟ DC 270V เพื่อจ่ายอุปกรณ์โทรคมนาคมและชาร์จแบตเตอรี่ในเวลาเดียวกันในกรณีไฟดับ แบตเตอรี่จะคายประจุเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์โทรคมนาคมในกรณีที่ไฟฟ้าดับเป็นเวลานาน ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองจะต้องจ่ายไฟเช่นเดียวกับระบบจ่ายไฟ DC 48V แบบดั้งเดิม เวลาสแตนด์บายของแบตเตอรี่คือ 1 ~ 24 ชั่วโมง และเวลาสแตนด์บายของแบตเตอรี่โดยทั่วไปคือ 1 ~ 3Hข้อดีของระบบจ่ายไฟ DC แรงสูงนี้สะท้อนให้เห็นอย่างเต็มที่ในการทดลองนี้

ข้อดีของระบบจ่ายไฟนี้:

ความน่าเชื่อถือ: เอาต์พุตโมดูลาร์ของแหล่งจ่ายไฟและแบตเตอรี่เชื่อมต่อโดยตรงแบบขนานเพื่อจ่ายพลังงานให้กับโหลด แบตเตอรี่เชื่อมต่อโดยตรงแบบขนานกับบัสเอาต์พุต และแหล่งจ่ายไฟของบัสไม่ขาดตอนมีการใช้การควบคุมแบบกระจายตามลำดับชั้น และโมดูลวงจรเรียงกระแสและ CSU จะถูกควบคุมอย่างอิสระในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดเพื่อหลีกเลี่ยงการแพร่กระจายของข้อผิดพลาด
การบำรุงรักษาง่าย: การทำงานแบบขนานที่ง่ายดาย การออกแบบแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วน รองรับปลั๊กร้อน การเปลี่ยนที่ง่ายดาย การควบคุมแบบกระจายตามลำดับชั้น โมดูลเรียงกระแส และ CSU สามารถควบคุมได้อย่างอิสระเพื่อการบำรุงรักษาที่ง่าย
การจัดการอัจฉริยะ: เช่นเดียวกับระบบจ่ายไฟ DC 48V แบบดั้งเดิม การจัดการระบบใช้โหมดการจัดการอัจฉริยะที่ครอบคลุมการจัดการชิ้นส่วนแบตเตอรี่นั้นสมบูรณ์แบบ ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ไม่มีการรบกวนฮาร์มอนิกและการขยายความจุที่ง่ายดาย: สำหรับคอมพิวเตอร์และเซิร์ฟเวอร์ อินพุต DC ถูกนำมาใช้ ซึ่งไม่มีปัญหาเรื่องเฟสและความถี่อีกต่อไปการเชื่อมต่อแบบขนานหลายเครื่องกลายเป็นเรื่องง่ายและสะดวกโดยไม่มีการรบกวนทางฮาร์มอนิก
ความปลอดภัย: ใช้ตู้ไฟฟ้ามาตรฐานเพื่อตรวจสอบสถานะฉนวนของเอาต์พุต shunt และบัสแบบเรียลไทม์ด้วยความปลอดภัยสูง
ประสิทธิภาพด้านต้นทุน: สำหรับระบบที่มีความจุเท่ากัน ระบบจ่ายไฟ DC แรงสูงใช้โหมด n + 1 ซึ่งมีการลงทุนต่ำและประสิทธิภาพด้านต้นทุนสูง
ข้อเสียของระบบจ่ายไฟนี้:
ระบบจ่ายไฟนี้ต้องการส่วนประกอบพิเศษของ DC;ข้อกำหนดสูงสำหรับการดับอาร์คของอุปกรณ์เนื่องจากไฟฟ้าแรงสูงและไม่มีการข้ามศูนย์ จึงมีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสูง
7、 โซลูชันที่ 3 ของระบบจ่ายไฟ HVDC
แบบที่ 3 ของระบบจ่ายไฟ DC แรงสูงคล้ายกับแบบที่ 2 ความแตกต่างคือ ระบบจ่ายไฟในรูปแบบที่ 3 เพิ่มวงจรบูสต์เพื่อเพิ่มแรงดันไฟ DC ขาออกเป็น 400V (ระบบจ่ายไฟที่คล้ายกันนี้มีจุดทดลองใน บริษัทเคลื่อนที่ด้วยแรงดัน DC 350V)เป็นแหล่งจ่ายไฟเซิร์ฟเวอร์แรงดันสูงพิเศษปัจจุบันเซิร์ฟเวอร์นี้ยังอยู่ระหว่างการพัฒนาเนื่องจากระบบมีแรงดันเอาต์พุตสูง ทำให้เซิร์ฟเวอร์บางตัวที่ใช้งานไม่ได้ แต่เนื่องจากข้อดีที่โดดเด่นบางประการ เซิร์ฟเวอร์ดังกล่าวอาจกลายเป็นแนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
ข้อดีของระบบจ่ายไฟของโครงการนี้:
แหล่งจ่ายไฟแบบโมดูลาร์, แบตเตอรี่เชื่อมต่อโดยตรงกับโหลด, แหล่งจ่ายไฟของบัสอย่างต่อเนื่อง;ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงสุดและประหยัดพลังงานมากที่สุดเอาต์พุตเป็น DC โดยไม่มีปัจจัยด้านอัตราและปัญหาฮาร์มอนิกที่มีความจุโหลดสูงสุดสายไฟที่เล็กที่สุดช่วยประหยัดต้นทุนและพื้นที่
ข้อเสียของระบบจ่ายไฟของโครงการนี้:
การติดตั้งและการกำจัดข้อผิดพลาดนั้นง่ายต่อการทำให้เกิดประกายไฟข้อกำหนดสูงสำหรับความปลอดภัยและความต้องการสูงสำหรับอุปกรณ์
บทสรุป
การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีโทรคมนาคมได้ส่งเสริมความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอุปกรณ์จ่ายไฟแผนผังที่ 2 และรูปแบบที่ 3 ของระบบจ่ายไฟ DC แรงสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแหล่งจ่ายไฟในห้อง IDC ในบางโอกาสที่มีกำลังไฟอุปกรณ์สูง เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือสูงและมีประสิทธิภาพสูงรูปแบบที่ 2 เหมาะสำหรับเซิร์ฟเวอร์ปัจจุบันและเป็นโครงร่างที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงของแหล่งจ่ายไฟในห้อง IDCโครงการที่ 3 อาจเป็นแนวโน้มการพัฒนาอุปกรณ์จ่ายไฟในห้อง IDCระบบจ่ายไฟที่ดีที่สุดในห้อง IDC คืออะไร ยังคงคู่ควรแก่การอภิปรายและการวิจัยเชิงลึก และในที่สุดก็จะพบรูปแบบที่เหมาะสม