干貨!維諦技術(Vertiv)詳解數據中?供配電??熱點技術趨勢

供配電系統作為數據中心正常運行的電力保障,其架構設計和產品選型無疑在數據中心整體設計中占有十分重要地位。在國家新基建和碳達峰/碳中和宏觀政策實施過程當中,如何對數據中心供配電系統進行最優設計和管理,是眾多數據中心用戶面臨的重大問題。

值得一提的是,供配電系統依然是數據中心關鍵的資產和數據中心宕機的主要原因。日前,在“思無界·設享未來——維諦技術(Vertiv,NYSE:VRT)設計院高峰論壇”上,維諦技術(Vertiv)中國區數據中心解決方案部高級總監吳健,在深刻剖析數據中心供配電痛點的基礎上,詳解了供配電八大熱點技術趨勢。

這些趨勢不僅代表著數據中心供配電系統建設發展的未來,也代表了維締技術(Vertiv)的前瞻布局。

? 預制式全功率鏈電力模組,實現供配電高可靠和預防性維護

作為創新的方案,巴拿馬供電技術在當下非常流行,具有峰值效率提高、工廠預制、模塊化設計等特性,達到了物理融合的功能。但是這項技術也有相應的缺點,即缺乏旁路,前端兩路市電之間無法實施低壓母聯。

維諦技術(Vertiv)APT預制式電力模組基于創新的研發設計有效彌補了這些短板。其特點是從10KV的中壓開始,到中低壓的配電,再到UPS以及輸出插頭,通過內置的PTMS全功率鏈智能管理系統,全面實現了供配電系統可預防性維護,而且前端兩路市電可以實施母聯。同時,系統基于工廠預制,現場快速安裝部署,可以節約占地面積約30% ,同時峰值效率高達 98.5%。

? 供電最佳顆粒度,最大化發揮變壓器和UPS容量每一個KW的價值

IBM基于標準化設施的最佳實踐,提出了快速部署、可復制、操作性強的IT POD架構模型。POD模型就是5000個服務器,合計200個機柜,放在一個優化的數據中心模塊內,每個機柜10KW,每個POD IT負載容量是 2MW。受限于變壓器容量、UPS單機最大容量和并機最優臺數,低壓供電系統選擇2.4MW、2 MW 、1.6 MW。

由于每個POD架構的容量是2MW,基于最大化資源價值的考量,最佳供電顆粒度推薦選擇2M,一個10M的外電引入,可以對4個模塊實現8MW的供電,剩余2MW可以給制冷設備供電。選擇2MW的變低壓變壓器和UPS系統,對于整個數據中心來說,能夠用盡變壓器、UPS每KW的容量。

? 容性感性功率因素可調,采用“將UPS輸入功率因數容性調成感性調控技術”以匹配發電機運行

柴油發電機是為感性負載設計的,感性負載產生的電流往往滯后,會產生負反饋,需要加大柴油發電機電流讓輸出電壓更穩定,而容性負載有一個很大的特點,就是導致柴油發電機“過勵磁”現象從而產生正反饋電壓輸出,所以對于容性負載,容易導致柴油發電機輸出過壓,甚至燒毀容性負載的現象情況。

針對這種痛點,維諦技術(Vertiv)Liebert®eXL系列大功率UPS整流器六個橋臂獨立可調,可將輸入功率因數容性調成感性,通過這一領先調控技術更好地匹配柴油發電機運行。

? UPS動態在線工作模式,在不降低可靠性的同時提高效率

維諦技術(Vertiv)的動態在線模式與ECO模式的區別,除了0ms切換時間之外,還可以起到有源濾波器的作用,是兼容UPS高可靠與高效的最佳實踐。

動態在線方式的優點在于,以逆變器作為有源濾波器提供無功補償,在100%非線性負載下效率最高可達99%以上。同時,動態在線方式基于智能專利算法,能夠實現自適應快速切換。

? UPS帶變頻空調的諧波治理,解決UPS帶變頻空調的配比問題和部分諧波問題

目前變頻空調越來越多,風冷型空調也越來越多,變頻空調能夠將PUE降到1.25以下,可以不用蓄冷罐實現連續制冷,但是空調產生的諧波需要1.8 倍的UPS配比。變頻空調前端需要增加濾波器進行諧波治理。

對此,維諦技術(Vertiv)提供全面的解決之道。維諦技術(Vertiv)旗下的變頻空調內置濾波器,可以將UPS系統直接切換到動態在線模式,不僅對變頻空調進行了高效率的供電,而且不需要增大UPS配比。同時,維諦技術(Vertiv)動態在線UPS起到治理部分電流諧波的作用,動態在線UPS+濾波器+變頻空調可以將變頻空調輸入諧波降到5%以下。

? 鋰電三級保護系統,BMS系統是鋰電池“三維立體保護” 提高安全運行的重要組成部分

維諦技術(Vertiv)數據研究表明,2020年在大型UPS配套的電池類型中,鋰電池的使用比例已從以前的10%提高至30%。鋰電池不僅擁有更長的使用壽命,更可靠的性能,而且不需要后續人員的維護,大幅降低了用戶的總擁有成本。

當前主動均流技術存在重大安全隱患,因此應該嚴禁鋰電池新舊電池組混并。對于鋰電池而言,過壓、過流、過溫、物理撞擊會造成其安全上的隱患。維諦技術(Vertiv)特別采用了底層“芯”級保護、被動快速防護、主動脫離的“三維立體保護”設計,確保鋰電池應用的安全性,通過智能電池監控系統 (BMS),從一級電池控制、二級模塊監控、三級系統監控,提供全方位的保護措施。

? 不對稱2N系統,UPS RR架構可?性接近2N,提?市電的使?率及IT機柜得電率

由于片面追求低CAPEX,以前大型云計算公司和一些 COLO運營商采用一路市電 +一路HVDC TierIII供電模式, 但是由于市電直接帶服務器導致服務器PSU故障率高,以及單路電池沒有備份等原因導致大量服務器容易發生停電宕機,可用性大幅度降低,因此,頭部的數據中心廠商目前已經放棄了一路市電 +一路HVDC的供電模式。此外,由N+1形成的假2N供電架構,也會由于UPS系統故障而導致IT服務中斷。

目前,基于對可用性的追求,供電系統正回歸可靠性最高的2N架構,但是2N架構下外電使用率僅為50%,這是一直困擾用戶的最大問題。如何才能讓供電系統既達到2N架構的高可靠性,又能提高外電使用率?維諦技術(Vertiv)提供創新的RR CatcherBus架構,在滿足可用性的前提下,提高市電使用率到75%以上,從而提高IT 負荷得電率,并大幅降低變壓器和 UPS供配電投資。

? 氫燃料電池替代柴油發電機,將氫燃料電池作為發電機的替代品,實現碳負排放?標

微軟數據中?裝有燃料電池、儲氫罐和電解槽,可以將水分?轉化為氫氣和氧氣,并與電?整合,提供負載平衡服務。在太陽能過剩的時期,可再?能源儲存為氫?。在市電停電時期,微軟可以啟動氫燃料電池,為電?發電。

維諦技術(Vertiv)使用高可靠的EXL UPS+HPL鋰電協助微軟完成氫燃料電池替代柴油發電機138% 過載72小時測試。通過靜態和動態調節輸?市電,以顯示UPS響應時間;加速過溫測試不間斷電源(UPS)系統可確保關鍵負載不停電。

從維諦技術(Vertiv)對供配電熱點技術趨勢的解析不難看出,不斷發展變化的市場對供配電系統提出了全新的需求,而維諦技術(Vertiv)基于前瞻性的研發創新,所提供的一系列產品和解決方案,不僅能夠幫助客戶成功應對各種痛點和挑戰,而且為客戶帶來了超高可用性、超高使用率以及超高節能減排的價值體驗。

免責聲明:市場有風險,選擇需謹慎!此文僅供參考,不作買賣依據。

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