數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)架構(gòu)及等級分類
典型的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)由中壓配電、變壓器、低壓配電、不間斷電源、末端配電以及發(fā)電機組等設(shè)備組成,其中UPS的主要作用是在市電電源中斷、發(fā)電機啟動之前,確保所帶負載的持續(xù)供電。
發(fā)電機組的主要作用是市電中斷時立即啟動為負載提供持續(xù)、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。Uptime Institute是一個國際公認的組織,它對如何設(shè)計數(shù)據(jù)中心設(shè)施進行了規(guī)定和認證。它根據(jù)數(shù)據(jù)中心的可用性分為四個等級:TierⅠ(基本型)、TierⅡ(部分冗余型)、Tier Ⅲ(可同時維護型)和Tier Ⅳ(故障容錯型)。數(shù)據(jù)中心所擁有的提供持續(xù)電源和應(yīng)急電源的設(shè)備數(shù)量是決定它們屬于哪一等級的重要因素。具體分類如表1所示。
2 數(shù)據(jù)中心對發(fā)電機組的要求
數(shù)據(jù)中心持續(xù)功率(DCC)在柴油發(fā)電機組行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用持續(xù)增長。DCC應(yīng)用作為數(shù)據(jù)處理中心(DPCs)電源的一種可替代電源,它的特性使它能滿足數(shù)據(jù)中心設(shè)施對可靠性和可用性的需求。
Uptime Institute規(guī)定應(yīng)急電源需滿足TierⅠ或TierⅡ,替代電源需滿足Tier Ⅲ或Tier Ⅳ要求。要被認為是可替代電源,并滿足Uptime Institute Tier Ⅲ和Tier Ⅳ的要求,則該發(fā)電機組必須在主電源發(fā)生故障時能提供持續(xù)電力。這意味著發(fā)電機組容量能在要求的負荷水平下提供持續(xù)電力而不受時間限制？梢詮囊韵聨讉方面來選擇最適合
數(shù)據(jù)中心項目的發(fā)電機組:
(1)主電網(wǎng)的可靠性、數(shù)據(jù)中心所存數(shù)據(jù)的敏感度
如果主電網(wǎng)足夠可靠,或數(shù)據(jù)中心處理的數(shù)據(jù)敏感性要求較低,或不嚴格要求數(shù)據(jù)的實時可讀取性,那么數(shù)據(jù)中心設(shè)施的有效性百分比將降低,它們會被歸類為Uptime Institute Tier I或Tier II.這時會根據(jù)發(fā)電機組的備用功率來選擇發(fā)電機組作為備用電源,以減少安裝費用。
(2)發(fā)動機及發(fā)電機的選擇
作為電力供應(yīng)的動力源,發(fā)動機的重要性不言而喻;不但要考慮通用的環(huán)境因素(溫度、海拔)、啟動冗余(雙啟動馬達、雙啟動蓄電池,或氣動、彈簧啟動)、通風散熱、發(fā)動機水加熱等;還要結(jié)合數(shù)據(jù)中心的要求來選擇發(fā)動機及發(fā)電機。發(fā)電機組行業(yè)主要的發(fā)動機制造商新發(fā)布了一個新的功率定義——數(shù)據(jù)中心持續(xù)功率(DCC)。
發(fā)動機生產(chǎn)商用DCC定義來保證發(fā)動機運行不受時間和平均功率百分比限制。發(fā)電機組的連續(xù)負載能力、可靠性、突加載能力是最核心的要求。
(3)智能冗余控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)作為發(fā)電機組運行的大腦,肩負著自動開關(guān)機、同步并聯(lián)帶載、負載分配(有功、無功功率均分)、功率管理、保護、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｋ钥刂葡到y(tǒng)要做到充分可靠及冗余控制(控制冗余、通訊冗余)。
3 發(fā)電機組冗余控制及案例分析
冗余控制器是一種熱備份的應(yīng)用,防止系統(tǒng)崩潰導致機組不能正常運行,在實際應(yīng)用中當用主控制器出現(xiàn)故障時備份控制器可以無縫接替主用控制器的當前工作狀態(tài),確保系統(tǒng)高可靠運行。
冗余控制的重點在輸出信號、輸入信號以及參數(shù)設(shè)定;冗余系統(tǒng)中的主、備用控制器通過CAN總線通訊;備用控制器通過CAN總線周期性的向主用控制器發(fā)送信息,以評估主用控制器的狀態(tài)。當主用控制器出現(xiàn)問題時,備用控制器會通過二進制輸出點來控制外接繼電器,瞬間將主用控制器的輸出信號切換到備用控制器的輸出口上,主用控制器故障到備用控制器投入時間最多200ms。
圖1是冗余系統(tǒng)中主、備控制器間的接線舉例,當備用控制器通過CAN總線接收不到主控制器的應(yīng)答信號,BO輸出,控制K-FD繼電器動作,觸發(fā)“應(yīng)急手動”輸入口狀態(tài)切換,實現(xiàn)主用、備用控制器之間的轉(zhuǎn)換。
圖2所示是某數(shù)據(jù)中心發(fā)電機組冗余控制的典型系統(tǒng)框圖,主、備控制器(HGM8151發(fā)電機組并聯(lián)控制器)通過CAN總線交互信息。信號部分需要獨立接線的有:開關(guān)量輸入、繼電器輸出、交流電壓、交流電流、轉(zhuǎn)速傳感器。需要通過切換的I/O信號有:轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)(GOV)控制信號輸出、電壓調(diào)節(jié)(AVR)控制信號輸出、模擬量輸入等。鑒于模擬量信號是兩個控制器間切換監(jiān)控的,所以模擬量信號的保護需要在主、備控制器中設(shè)置保護時間延時。
4 結(jié)束語
數(shù)據(jù)中心處理的數(shù)據(jù)越敏感,就越需要可靠的電力設(shè)施為設(shè)備提供持續(xù)電力。由于發(fā)電機組是構(gòu)成這類設(shè)施的一個基礎(chǔ)部分,所以在選擇數(shù)據(jù)中心發(fā)電機組時要依據(jù)Uptime Institute制定的標準來選擇,依據(jù)備用功率來設(shè)計容量大小時,需滿足Tier I和Tier II要求;滿足Tier III和Tier IV的要求,發(fā)電機組則必須依據(jù)它的DCC功率來選擇容量。同時發(fā)電機組智能控制系統(tǒng)需具有熱備份、冗余控制功能,確保供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。
隨著中國城市信息化和行業(yè)、企業(yè)信息化進度的加快，中國機房市場擁有巨大的發(fā)展空間,本展云集國內(nèi)外眾多實力強大的機房設(shè)技術(shù)、設(shè)備及相關(guān)產(chǎn)品供應(yīng)商，組織方憑借多年豐富的展會經(jīng)驗將開展強大的組織宣傳工作，吸引來自國內(nèi)外通信系統(tǒng)、金融、政府部門、電力、交通、醫(yī)院、地鐵系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中心、廣播電視、教育、電子政務(wù)、工商/稅局、公安、企事業(yè)網(wǎng)絡(luò)機房等領(lǐng)域相關(guān)負責人、工程技術(shù)人員及貿(mào)易采購商，為廣大專業(yè)人士提供創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)解決方案，屆時采購商和供應(yīng)商將會聚一堂，在互動的商務(wù)環(huán)境中和業(yè)內(nèi)同行交流關(guān)鍵技術(shù)，參展商將獲得拓展業(yè)務(wù)的絕佳機會，我們專注致力于機房技術(shù)應(yīng)用及設(shè)備企業(yè)與用戶的交流合作，為全球機房技術(shù)及設(shè)備制造商提供集形象展示、品牌推廣、市場營銷于一體的綜合交流平臺，是供應(yīng)商和采購商共贏的盛會，是中國乃至機房行業(yè)最重要的展事之一。
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機房網(wǎng)絡(luò)IT產(chǎn)品：服務(wù)器、路由器、交換機、防火墻、小型機、光端機、UTM
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江蘇雙登集團的主要產(chǎn)品方向為電池、電源、電子、電纜。從2003年起實施江蘇省重點企業(yè)和行業(yè)戰(zhàn)略推進計劃。該計劃主要分兩部分實施：一是以提高知識產(chǎn)權(quán)保護意識，建立企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護體系為主要內(nèi)容的基礎(chǔ)戰(zhàn)略；二是以提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，增強企業(yè)核心競爭力，培訓企業(yè)科研開發(fā)隊伍為主要內(nèi)容的競爭戰(zhàn)略。
雙登是中國高科技新生代能源產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售基地，行業(yè)的領(lǐng)跑者。雙登是中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會和中國電池工業(yè)協(xié)會副理事長單位，擁有業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的高品質(zhì)產(chǎn)品和系統(tǒng)、科研開發(fā)實力和市場營銷服務(wù)能力。
雙登是“國家重合同守信用企業(yè)”，堅定不移的重視產(chǎn)品品質(zhì)、信譽和服務(wù)的認知價值的競爭。在企業(yè)的發(fā)展中，雙登是業(yè)內(nèi)一的“國家環(huán)境友好企業(yè)”，也是“中國馳名商標”、“國家重點高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)集團”、“中國電子信息百強企業(yè)”等榮譽獲得者。
不斷汲取世界較先進的理念與技術(shù)，提升自主創(chuàng)新能力，是雙登發(fā)展的原動力和剛性內(nèi)因。雙登始終堅持與優(yōu)秀科研院所的戰(zhàn)略合作，不斷創(chuàng)新科研，建立與中科院合作成立的先進能源發(fā)展研究中心、院士工作站、博士后科研工作站、企業(yè)技術(shù)中心和南京科技發(fā)展研究院，承擔國家863等科研項目并研發(fā)世界前瞻性高端新能源項目。
雙登集團勇于承擔社會責任，相應(yīng)政策號召，堅定推進綠色低碳事業(yè)，忠貞不渝的實踐“新能源、循環(huán)性、高科技”理念的信仰指引。雙登注重從設(shè)計開發(fā)、綠色采購、體系管理、循環(huán)回收、節(jié)能減排五大環(huán)節(jié)重點管理，推動社會進步，承擔企業(yè)責任，在以綠色能源驅(qū)動未來的道路上始終不渝、從未止步。
雙登始終專注于通訊、電力、鐵路、航空、軍事、民用等領(lǐng)域，竭誠為國際一流企業(yè)提供全面能源儲存解決方案，在國內(nèi)主流通信運營商市場占有率多年穩(wěn)居首位，取得了歐美等數(shù)十個國家的進網(wǎng)認證，銷往美國、英國、印度等五大洲八十多個國家和地區(qū)，海外銷售業(yè)績近5年持續(xù)增長。
“傳統(tǒng)的蓄電池制造商”向“新能源系統(tǒng)解決方案提供商”全速升級。今天的雙登比過去任何時候都更加成熟、更具經(jīng)驗地向全球客戶提供完美、系統(tǒng)的能源儲存解決方案。并以生產(chǎn)一代、試制一代、設(shè)計一代、構(gòu)思一代的良性梯度開發(fā)結(jié)構(gòu)不斷延伸著產(chǎn)品的廣度與深度，高技術(shù)含量產(chǎn)品達到業(yè)內(nèi)較高水平，邁入全球高端能源產(chǎn)品的競爭市場。
雙登是相關(guān)產(chǎn)品行業(yè)標準的起草者。目前主要研發(fā)和生產(chǎn)大容量閥控密封鉛酸蓄電池、膠體電池、鋰離子動力電池、直流屏、UPS、通信電源、超級電容器等代表國內(nèi)優(yōu)秀、國際一流的產(chǎn)品。已擁有近百項專利，30多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，并參與或獨立起草了AGM、膠體、富液、風光互補電源系統(tǒng)等多類產(chǎn)品的國家標準。雙登建有科技發(fā)展研究院、博士后科研工作站、院士工作站和企業(yè)技術(shù)中心。公司建立了專業(yè)結(jié)構(gòu)合理、科研能力強大、人員梯次優(yōu)化的人才隊伍，為企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展提供了強大的智力支持。
雙登是一個追求可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)，創(chuàng)造了專家營銷、綠色營銷的模式。秉承能量不間斷，服務(wù)無極限的理念，憑借卓越的產(chǎn)品實力，在國內(nèi)主流通信運營商市場占有率多年穩(wěn)居首位，并為全球30多個國家的運營商提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，并已和Indus tower，Reliance，Airtel，Emerson，GE，Nokia Siemens等全球高級運營商建立了長期合作關(guān)系，并持續(xù)開拓全球高端通信市場。
雙登人深知“ 小勝以智，大勝以德” 。 以“ 肩負振興民族工業(yè)的責任” 為己任，用真誠創(chuàng)造永恒的能量美學，以誠信回報天下，“ 為用戶創(chuàng)造價值，為股東創(chuàng)造效益，為員工創(chuàng)造利益” 。全面推進企業(yè)國際化進程，使雙登成為世界新能源民族知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新的典范。
UPS專用蓄電池運行中應(yīng)該注意到
1.雙登蓄電池全部是在浮充狀態(tài)，在這種環(huán)境下至少應(yīng)每年舉行一次放電。放電前應(yīng)先對電池組舉行平衡充電，以達全組電池的平衡。要明白放電前電池組已存在的落伍電池。放電歷程中若有一只到達放電停止電壓時，應(yīng)制止放電，繼承放電先消除落伍電池后再放。
2.查對性放電，不是起首尋求放出容量的百分之幾多，而是要存眷發(fā)明和處置處罰落伍電池，經(jīng)對落伍電池處置處罰后再作查對性放電實行。如允許防備變亂，以免放電中落伍電池惡化為反極電池。
3.平常每組電池至少應(yīng)有8只電池作標示電池，作為相識全電池組事情環(huán)境的參考，對標示電池應(yīng)定期丈量并做好記載.
1、質(zhì)量控制
在質(zhì)量管理體系有效運行的同時，加大技術(shù)改造，實施技術(shù)創(chuàng)新，通過全面實施標準化管理使公司的各項管理規(guī)范化。
公司在全國同行中率先通過了ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、GB/T28001職業(yè)健康安全管理體系、ISO10012測量管理體系等認證。通過管理體系的建立、運行，規(guī)范了公司的一切質(zhì)量活動，確保產(chǎn)品在體系的嚴格受控狀態(tài)下制造和完成。
公司于2006年開始導入“ 卓越績效管理” 模式，采用“ 逐塊實施、循序漸進” 的方法逐步覆蓋管理的各個環(huán)節(jié)，同時配合ERP系統(tǒng)的實施全面提升了公司現(xiàn)代化綜合管理水平，2007年獲得了“ 江蘇省質(zhì)量獎” 。
2、環(huán)境方針
遵守環(huán)保法規(guī)，重視污染預防；實施清潔生產(chǎn)，開發(fā)綠色能源；推行節(jié)能降耗，保護自然資源；改進生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。
樹立“ 環(huán)境不僅是資源更是資本” 、“ 不僅是發(fā)展的前提，更是發(fā)展的較佳載體” 、“ 不僅為當代，更為子孫后代” 的鮮明理念。雙登電池自放電極低，在20°的環(huán)境溫度下，存放兩年無需充電即可正常安裝使用，極低的析氣速率，可快速充電。在浮充使用時設(shè)計壽命15年 雙登蓄電池供應(yīng)商、主要代理中國區(qū)域雙登蓄電池、北京倉庫大量現(xiàn)貨批發(fā)銷售，只需你一個電話，剩下的事情有我們來做＆nbsp； 雙登電池采用凝膠電解質(zhì)，微酸性、無內(nèi)部短路。熱容量大，熱消散能力強，能避免一般蓄電池易產(chǎn)生的熱失控現(xiàn)象，因而在高溫操作時極為可靠，電池內(nèi)部不會產(chǎn)生“干枯”現(xiàn)象，工作溫度范圍寬。采用管式極板、防止活性物質(zhì)脫落、從而大大延長電池使用壽命 雙登蓄電池膠體技術(shù)在儲能設(shè)備上成功、成熟的應(yīng)用典范、在后備儲能型蓄電池的安全性及長壽命方面一直處于世界第一的位置 雙登電池公司是在電池行業(yè)中歷史悠久及技術(shù)超卓的電池廠。雙登公司創(chuàng)立于1910年，總部設(shè)在法蘭克福附近的BUDINGEN和WEIDEN.它以其精湛的技術(shù)，富有經(jīng)驗的員工，不斷的技術(shù)革新及先進的生產(chǎn)方法制造各類蓄電池，早在1957年就發(fā)明了膠狀電解質(zhì)的全密封閥控式鉛酸蓄電池，并獲得全球性技術(shù)專利目前，雙登公司在世界膠體電池行業(yè)仍處于優(yōu)秀地位。雙登蓄電池符合許多國際標準，如DIN德國工業(yè)標準、IEC國際電工委員會、UL、GL等。陽光公司產(chǎn)品得到國際質(zhì)量標準ISO9001認證，也就是從設(shè)計開發(fā)材料采購，產(chǎn)品生產(chǎn)、檢驗、安裝及服務(wù)等一套天衣無縫的質(zhì)量控制系統(tǒng)來保證其產(chǎn)品的優(yōu)秀質(zhì)量。陽光公司的宗旨是“永遠提供好的產(chǎn)品”。是世界上鉛酸蓄電池行業(yè)的領(lǐng)導者，擁有眾多的蓄電池生產(chǎn)廠，在歐洲的生產(chǎn)能力少有。雙登電池是世界上大的鉛酸電池生產(chǎn)商及電池市場占有者。 作為蓄電池技術(shù)的全球市場領(lǐng)導者，埃克賽德一直以來致力于突破和創(chuàng)新。據(jù)北亞區(qū)市場經(jīng)理高玉峰介紹，雙登自1889年研發(fā)并安裝了世界上第一款鉛酸蓄電池起，就一直領(lǐng)導著蓄電池行業(yè)的高技術(shù)。其中1957年研發(fā)出的膠體（GEL）技術(shù)，代表產(chǎn)品：雙登蓄電池，實現(xiàn)了蓄電池技術(shù)的革命性突破。 卓越精益管理和質(zhì)量管理體系是雙登實現(xiàn)卓越運營的兩個重要推動力。不僅在制造流程里持續(xù)追求高品質(zhì)，并且在每個生產(chǎn)與分銷機構(gòu)都有嚴格的質(zhì)量審查流程與質(zhì)量審查標準，質(zhì)量流程由此貫穿了產(chǎn)品的整個壽命周期與運營過程。在擁有先進技術(shù)的同時，掌握先進的過程管理，高質(zhì)量產(chǎn)品和高水準服務(wù)的完美結(jié)合是？巳率冀K不渝的目 在中國，高級郵電干線以及各省市的移動通信、數(shù)據(jù)及無線接入網(wǎng)絡(luò)、發(fā)電廠、鐵路局和UPS系統(tǒng)用戶都信賴并廣泛地采用雙登電池產(chǎn)品作為可靠的后備電源。 積極拓展視野，不懈地開發(fā)研究，在為客戶創(chuàng)造價值的同時，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展，雙登帶著先進的蓄電池技術(shù)在中國國際第六屆軌道交通技術(shù)展覽會亮相。
Data center uninterruptible power supply system architecture and hierarchical classification
The data center power supply system, a typical medium voltage distribution transformer, low voltage distribution, uninterruptible power supply equipment, terminal distribution and power generators and other components, including the main function of UPS is before the power interruption, generator start, to ensure continuous power supply with load.
The main function of the generating set is to start immediately when the power supply is interrupted and to provide a sustained and stable power supply for the load. Uptime Institute is an internationally recognized organization that provides regulations and certification on how to design data center facilities. According to the availability of data center, it is divided into four levels: Tier I (basic type), Tier II (partial redundancy), Tier III (simultaneous maintenance type) and Tier IV (fault tolerant type). The number of devices provided by the data center to provide sustained power and emergency power is an important factor determining which level they belong to. The specific classification is shown in table 1.
Requirement of 2 Data Center for generator set
The application of data center continuous power (DCC) in diesel generator industry continues to grow. DCC applications, as an alternative power supply for data processing center (DPCs) power, enable it to meet the reliability and availability requirements of data center facilities.
Uptime Institute stipulates that the emergency power supply should meet Tier I or Tier II, and the replacement power supply shall meet the requirements of Tier III or Tier IV. In order to be considered as an alternative power source and to meet the requirements of Uptime Institute Tier III and Tier IV, the generator must provide sustained power when the main power failure occurs. This means that the capacity of the generator can provide sustained power without time limitation at the required load level. You can choose the best from the following aspects
Power generation unit of data center project:
(1) the reliability of the main grid and the sensitivity of the data stored in the data center
If the main power system reliable enough, or data center data processing sensitivity are low, or not strictly required real-time data can be read, then the percentage of effective data center facilities will be reduced, they will be classified as Uptime Institute Tier I or Tier II. at will according to the standby power generator to generator as the standby power supply, to reduce installation cost.
(2) selection of engine and generator
As the power source of power supply, the importance of self-evident engine; not only to consider the general environmental factors (temperature, altitude), redundant (dual boot motor, dual boot battery, or pneumatic spring, start), ventilation, water heating and other engine; also to combine data center requirements to select the engine and generator. The main engine manufacturer in the power generation industry has released a new power definition data center continuous power (DCC).
Engine production commercial DCC definition to ensure that engine operation is not limited by time and average power percentage. The continuous load capacity, reliability and sudden loading capacity of the generator unit are the core requirements.
(3) intelligent redundant control system
As the brain of power generation unit, the control system shoulders the functions of automatic switching machine, synchronous parallel load, load distribution (power sharing, reactive power sharing), power management, protection, data transmission, etc.. Therefore, the control system should be fully reliable and redundant control (control redundancy, communication redundancy).
Redundant control of 3 generator sets and case analysis
The redundant controller is a hot backup, to prevent the collapse of the system causes the unit can not operate normally, when used in the practical application of the main controller failure when the backup controller can substitute the master with the current working state of the controller, to ensure system reliable operation.
Key control redundancy in the output signal and the input signal and parameter setting; main and standby redundant system controller through CAN bus communication; standby controller through CAN bus with periodic send information to the main controller, in order to assess the main controller state. When the master controller when there is a problem, the standby controller will control the binary output point relay, the moment will be the main switching controller output signal to the standby controller output, the main controller fault to the standby controller input time up to 200ms.
Figure 1 is an example of the connection between controllers main and standby redundant systems, output BO when the standby controller through the CAN bus to receive the response signal, the main controller, K-FD control relay, triggering emergency manual input port switch, switching between main and standby controller.
Figure 2 shows a typical system block diagram of redundancy control for a data center generator. The main and standby controller (HGM8151 generator parallel controller) interacts with each other through the CAN bus. The signal part needs independent wiring: switch quantity input, relay output, AC voltage, AC current, speed sensor. The I/O signals that need to be switched are: speed regulation (GOV) control signal output, voltage regulation (AVR) control signal output, analog input and so on. Since analog signals are monitored by switching between two controllers, the protection of analog signals requires setting time delay in the main and standby controllers.
4 concluding remarks
The more sensitive the data processed by the data center, the more reliable power facilities are needed to provide continuous power for the equipment. Since the generating unit is a basic part of such a facility, it is necessary to select the data center generator set according to the Uptime Instit.
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