Get best of the week

Perbandingan UPS statis dan putar modern. UPS statis telah mencapai batasnya?

Pasar industri TI adalah konsumen terbesar pasokan listrik yang tidak pernah terputus (UPS), menggunakan sekitar 75% dari semua UPS yang diproduksi. Penjualan global tahunan peralatan UPS ke semua jenis pusat data, termasuk perusahaan, komersial, dan super besar, adalah $ 3 miliar. Pada saat yang sama, peningkatan tahunan dalam penjualan peralatan UPS di pusat data mendekati 10% dan tampaknya ini bukan batasnya.

Pusat data menjadi semakin besar dan ini, pada gilirannya, menciptakan tantangan baru untuk infrastruktur pasokan energi. Sementara ada perdebatan panjang tentang bagaimana UPS statis lebih baik daripada UPS yang dinamis dan sebaliknya, ada satu hal yang disetujui sebagian besar insinyur adalah semakin tinggi dayanya, semakin banyak mesin listrik yang cocok untuk bekerja dengannya: yaitu generator digunakan untuk menghasilkan energi listrik di pembangkit listrik.

Semua UPS dinamis menggunakan generator motor, namun mereka memiliki desain yang berbeda dan, tentu saja, berbeda dalam sifat dan karakteristiknya. Salah satu UPS yang agak umum ini adalah solusi dengan mesin diesel yang terhubung secara mekanis - UPS diesel-rotari (DRIBP). Namun, dalam dunia konstruksi pusat data, ada persaingan nyata antara UPS statis dan teknologi UPS dinamis lainnya - UPS putar, yang merupakan kombinasi dari mesin listrik yang menghasilkan tegangan sinusoidal dari bentuk alami dan elektronik daya. UPS berputar semacam itu berada dalam komunikasi listrik dengan perangkat penyimpanan energi, yang dapat berupa baterai atau roda gaya.

Kemajuan modern dalam teknologi kontrol, keandalan, efisiensi dan kepadatan daya, serta mengurangi biaya satuan daya UPS, merupakan faktor yang melekat tidak hanya untuk UPS statis. Seri Piller UB-V yang baru-baru ini diperkenalkan adalah alternatif yang layak.

Selanjutnya, kami mempertimbangkan beberapa kriteria utama untuk mengevaluasi dan memilih sistem UPS untuk pusat data besar modern dalam konteks teknologi yang lebih disukai.

1. Biaya modal


Memang benar bahwa UPS statis dapat menawarkan harga yang lebih rendah per 1 kW untuk sistem UPS yang lebih kecil, tetapi keuntungan ini menguap dengan cepat ketika datang ke sistem daya tinggi. Konsep modular, yang oleh produsen UPS statis terpaksa diterapkan, berputar di sekitar hubungan paralel sejumlah besar UPS dengan daya nominal kecil, misalnya, dengan ukuran 250 kW seperti pada contoh di bawah ini. Pendekatan ini memungkinkan Anda untuk mencapai nilai yang diinginkan dari daya output yang diberikan sistem, tetapi karena kerumitan banyak elemen duplikat, ia kehilangan 20-30% dari keuntungan harga dibandingkan dengan biaya solusi berdasarkan rotary UPS. Selain itu, bahkan sambungan paralel modul ini memiliki batasan jumlah blok dalam satu sistem UPS, setelah itu sistem modular paralel itu sendiri harus paralel,yang selanjutnya meningkatkan biaya solusi karena switchgears dan kabel tambahan.

gambar

. 1. 48. UB-V .

2.


Dalam beberapa tahun terakhir, pusat data telah menjadi perusahaan yang semakin menjadi komoditas, sementara keandalan semakin diterima begitu saja. Dalam hal ini, kekhawatiran meningkat bahwa ini akan menyebabkan masalah di masa depan. Sebagai operator berusaha untuk toleransi kesalahan maksimum (jumlah "9") dan diasumsikan bahwa kelemahan teknologi UPS statis paling baik diatasi karena waktu perbaikan singkat (MTTR) karena kemampuan untuk melakukan penggantian cepat dan "panas" modul UPS. Tetapi argumen ini bisa merusak diri sendiri. Semakin banyak modul yang terlibat, semakin tinggi probabilitas kegagalan dan, yang lebih penting, semakin tinggi risiko kegagalan tersebut akan menyebabkan hilangnya beban pada keseluruhan sistem. Lebih baik tidak memiliki gangguan sama sekali.

Ilustrasi ketergantungan jumlah kegagalan peralatan pada nilai MTBF selama operasi normal ditunjukkan pada Gambar. 1 dan perhitungan yang sesuai.

gambar

Ara. 1. Ketergantungan jumlah kecelakaan peralatan pada MTBF.

Probabilitas kegagalan Q (t) peralatan selama operasi normal, pada bagian (II) grafik kurva kegagalan normal, dijelaskan dengan baik oleh hukum distribusi eksponensial variabel acak Q (t) = e- (λx t), di mana λ = 1 / MTBF adalah intensitas kegagalan, dan t adalah waktu operasi dalam jam. Dengan demikian, setelah waktu t, dalam keadaan bebas masalah akan ada pengaturan N (t) dari jumlah awal semua pengaturan N (0): N (t) = Q (t) * N (0).

MTBF rata-rata UPS statis adalah 200.000 jam, dan MTBF UPS berputar dari seri UB-V Piller adalah 1.300.000 jam. Perhitungan menunjukkan bahwa selama 10 tahun beroperasi, 36% UPS statis akan mengalami kecelakaan, dan hanya 7% UPS putar. Dengan jumlah peralatan UPS yang berbeda (Tabel 1), ini berarti 86 kegagalan dari 240 modul UPS statis dan 2 kegagalan dari 20 UPS rotary Piller pada pusat data yang sama dengan beban TI yang berguna sebesar 48 MW selama 10 tahun beroperasi.

Pengalaman mengoperasikan UPS statis di pusat data di Rusia dan di dunia menegaskan keandalan perhitungan berdasarkan statistik kegagalan dan perbaikan yang tersedia dari sumber terbuka.

Semua UPS Rotary Piller, dan khususnya seri UB-V, menggunakan mesin listrik untuk menghasilkan gelombang sinus murni dan tidak menggunakan kapasitor daya dan transistor IGBT, yang sangat sering menyebabkan kegagalan pada semua UPS statis. Selain itu, UPS statis adalah bagian kompleks dari sistem catu daya. Kompleksitas mengurangi keandalan. UPS rotary UB-V memiliki lebih sedikit komponen dan desain sistem yang lebih kuat (motor-generator), yang meningkatkan keandalan.

3. Efisiensi Energi


UPS statis modern memiliki efisiensi energi online yang jauh lebih baik (atau mode "normal") daripada pendahulunya. Biasanya, dengan efisiensi puncak 96,3%. Angka yang lebih tinggi sering diberikan, tetapi ini hanya dapat dicapai ketika UPS statis beroperasi, beralih antara mode online dan alternatif (misalnya, mode ECO). Namun, ketika menggunakan mode hemat energi alternatif, beban bekerja dari jaringan eksternal tanpa perlindungan apa pun. Untuk alasan ini, di sebagian besar pusat data, dalam kebanyakan kasus, hanya mode online yang digunakan.

Seri rotary UPS Piller UB-V tidak berubah keadaan selama operasi normal, sambil memberikan efisiensi hingga 98% online untuk tingkat beban 100% dan pada 97% saat memuat 50%.

Perbedaan dalam efisiensi energi ini memungkinkan untuk memperoleh penghematan listrik yang signifikan selama operasi (Tabel 2).

gambar

Tab. 2. Menghemat biaya energi di pusat data 48 MW IT load.

4. Ruang yang ditempati


UPS statis serba guna telah menjadi jauh lebih kompak dengan transisi ke teknologi IGBT dan pengecualian transformator. Namun, bahkan dengan mempertimbangkan keadaan ini, UPS putar dari seri UB-V memberikan keuntungan sebesar 20% atau lebih dalam hal ruang yang ditempati per unit daya. Penghematan ruang yang dihasilkan dapat digunakan baik untuk meningkatkan kapasitas pusat daya, dan untuk meningkatkan ruang "putih", berguna, untuk mengakomodasi server tambahan.

gambar

Ara. 2. Tempat pendudukan UPS untuk 2 MW teknologi yang berbeda. Instalasi skala nyata.

5. Ketersediaan


Salah satu indikator utama dari pusat data yang dirancang dengan baik, dibangun dan dioperasikan adalah toleransi kesalahan yang tinggi. Meskipun uptime 100% selalu menjadi tujuan, laporan menunjukkan bahwa lebih dari 30% pusat data di dunia mengalami setidaknya satu pemadaman yang tidak direncanakan per tahun. Banyak dari mereka disebabkan oleh kesalahan manusia, tetapi infrastruktur energi juga memainkan peran penting. Seri UB-V menggunakan teknologi UPS Piller rotary yang telah teruji dalam desain monoblock selama bertahun-tahun, keandalannya jauh lebih tinggi daripada semua teknologi lainnya. Selain itu, untuk UPS UB-V itu sendiri di pusat data dengan lingkungan yang terkontrol dengan baik, shutdown tahunan mereka tidak diperlukan untuk melakukan pemeliharaan.

6. Fleksibilitas


Seringkali, sistem TI pusat data diperbarui dan dimodernisasi dalam 3-5 tahun. Oleh karena itu, infrastruktur catu daya dan sistem pendingin harus cukup universal untuk memenuhi hal ini dan memiliki perspektif masa depan yang memadai. UPS statis konvensional dan UPS UB-V dapat dikonfigurasi dengan berbagai cara.

Namun, komposisi solusi berdasarkan pada yang terakhir lebih luas, dan, secara umum, karena ini berada di luar ruang lingkup artikel ini, itu memungkinkan seseorang untuk dapat menerapkan sistem catu daya tanpa gangguan pada tegangan rata-rata 6-30 kV, untuk bekerja pada jaringan dengan sumber-sumber generasi yang terbarukan dan alternatif, untuk membangun sistem sangat andal yang hemat biaya dengan bus paralel terisolasi (IP Bus), sesuai dengan tingkat Tier IV UI dalam konfigurasi N + 1.

Sebagai kesimpulan, beberapa kesimpulan dapat dibuat. Semakin banyak pusat data berkembang, semakin sulit untuk mengoptimalkannya ketika perlu secara simultan memantau indikator ekonomi, aspek keandalan, reputasi, dan meminimalkan dampak lingkungan. UPS statis telah dan akan digunakan di masa depan di pusat data. Namun, tidak dapat dibantah bahwa ada alternatif untuk pendekatan yang ada di bidang sistem pasokan listrik, yang memiliki keunggulan signifikan dibandingkan "statika lama yang baik".

More articles:


All Articles