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一、簡介
隻要有電力不中斷的需求,就需要使用不間斷電源係統(UPS)。UPS好比是電力的中間商,不論組織規模大小或電力消耗如何急劇變化,都能協助基礎建設提供連續不中斷的電力。UPS備用電力的傳統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。兩種方案各有優缺點,需要根據組織的長期或短期需求而定。對於交通、政府機構、ITjijinrongfuwuyedengxuyilaidianlitigongwendingdegaonengjiandubingjuyougaohaonengdechanye,zaiqiyeneibuyuwaibudouduidianligongyingyoujiqiexuqiu,weichichixuqiechongzudedianligongyingshiqidiyiyaowu。
後續章節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比作是在一塊區域內每隔4.5公尺就配置一個的火炬照明信道,那麼集中式UPS則可被比作能照亮30公尺半徑區域的大型閃光燈。當分布式UPS火炬的其中之一熄滅時,隻會使其周圍4.5公尺範圍變暗;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
對企業的IT網絡和供電係統而言,服務器和與其關聯的UPS之間的距離越大,電力麵臨的風險就越高,例如會發生噪聲幹擾、接地及/或接線鬆脫等問題。由於分布式UPS被(bei)直(zhi)接(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)伺(si)服(fu)機(ji)架(jia)上(shang)或(huo)旁(pang)邊(bian),縮(suo)短(duan)了(le)彼(bi)此(ci)間(jian)的(de)距(ju)離(li),沿(yan)電(dian)力(li)線(xian)鏈(lian)路(lu)發(fa)生(sheng)的(de)配(pei)線(xian)故(gu)障(zhang)機(ji)率(lv)就(jiu)可(ke)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)。藉(ji)由(you)沿(yan)著(zhe)整(zheng)體(ti)網(wang)絡(luo)來(lai)配(pei)置(zhi)自(zi)給(gei)式(shi)輔(fu)助(zhu)電(dian)源(yuan),就(jiu)能(neng)防(fang)止(zhi)集(ji)中(zhong)式(shi)UPS部署所可能產生的大規模電力中斷問題。
2、簡易安裝與整合
重量輕並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據中心的理想選擇。高近接性的服務器機架也使分布式UPS在以太網絡的連接方麵占有優勢。
3、適合小型組織的更佳成本控製
由於分布式UPS的設計並非供整個企業網絡使用,而僅是網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於集中式UPS。集中式UPS的成本常對中小型企業造成殺傷力,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,可藉由選擇增加係統的冗餘度、根據實際需要增加額外的UPS來實現;相較於使用集中式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係統前麵,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。
- 由於分布式UPS的設計,其機組數量比集中式多,所管理與監控的資源網絡遠大於集中式UPS。因此,管理這些資源往往成為組織中IT或數據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絡的巨大電源保護網。
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點,由於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,並減少費時傷財的電瓶更換頻次。
2、穩定輸出及增加空間利用
集中式UPS通常是聯機運作的雙轉換架構,可提供較高穩定度的功率曲線,並能消除大多數的電力中斷(如尖波、失真、電壓突波)。另一方麵,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、改善經濟規模
為了增加分布式備份架構的容量,數據支持人員必須為每個服務器機架人工增設額外的UPS,zhezaidaxingqiyeneihuishijiweifansuoqiewuxiaolvdezuoye。chulehuijianshaokegongfuwuqiyingjianshiyongdebaoguijijiakongjianwai,zhezhongjiagouyeshideshujujishurenyuanxuyaojiankongjiweixiudeshebeibeizeng。erjizhongshiUPS建立冗餘容量僅為單一步驟程序,可大幅節約作業的時耗。
4、缺點:能源效率差及成本問題
使用集中式UPS需要較大的占地麵積,且其規劃、安裝、設置、測試及啟用所需協調作業相對繁瑣。多數公司選擇使用集中式UPS時往往高估所需。而由於企業過度估計集中式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”相對出現過度“熱量”,從而加重數據中心的冷卻係統需求,造成能源成本高漲。這類UPS常需使用專用空調係統才能管控其額外的能(熱)量輸出。
除數據中心額外增加的冷卻需求所致的成本外,集中式UPS的價格也大幅高於其較輕量的對手——分布式UPS。
四、複合式解決方案
模塊化UPS,例如台達Modulon DPH係列,則可為許多中等規模數據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qi業ye隻zhi需xu根gen據ju需xu要yao插cha入ru額e外wai的de電dian源yuan模mo塊kuai就jiu能neng強qiang化hua備bei份fen係xi統tong的de冗rong餘yu度du,從cong而er使shi分fen布bu式shi係xi統tong獲huo得de集ji中zhong式shi備bei份fen係xi統tong的de效xiao率lv以yi及ji分fen段duan式shi的de成cheng長chang彈dan性xing(並成本節省)。具備充裕額定容量的三相Modulon DPH係列可為企業提供最高的可用度。
- 25kW至75/150/200kW無中斷電力可額外增加800kW並聯容量
- 平均修複時間(MTTR)接近於零
- 通過並聯機架或同一機架整合於既有配電設備中
- 電源自我同步及控製模塊支持連續在線操作,即使控製模塊失效
- 高過載保護:10分鍾125%過載、1分鍾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,可免除保養停機時間

另外,結合集中式與分布式UPS的複合式備份架構所提供的解決方案可涵蓋更多基地,並可借用其他係統的力量補償單一虛弱係統。
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,需要依賴複雜的變量矩陣,例如用戶監控或管理特定備份係統的能力、兩種解決方案的成本利益比、現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
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參數
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分布式UPS
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集中式UPS
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可靠度
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近接優勢
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三相電源的穩定輸出容量更大
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安裝簡易性
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較佳(輕量)
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較差(重量較重)
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成本與效率
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小企業成本控製較佳
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改善規模經濟
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空間
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UPS占用服務器的空間
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占用較大樓地板,但空間利用性較佳
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管理
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管理效率差
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電力室集中式管理比較容易
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台達推薦的UPS機型*
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Amplon係列
N 1-3kW、R 1-3kW、Gaia 1-3kW、RT 5-10kW
Ultron係列
EH 10-20kW
HPH 20-40kW
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Modulon 係列
DPH 25-75/150/200kW
NH Plus 20-120kW
Ultron 係列
HPH 60-120kW
DPS 160-500kW
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* 建議但不限於此等機型。
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