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后备时间缩短成共识:飞轮UPS步入高速发展期

时间:2012-11-13 14:17 栏目:主页 > 电源与空调 >
对于UPS技术而言,主流市场第一步是逐渐减少的后备时间。在一定程度上,这已经发生的了。

随着云计算的兴起,传统数据中心包括预制数据中心(PFM),开始重新思考技术手段和构建方法。从广义上讲,我们希望看到传统的不间断电源(UPS)拓扑结构/技术被逐步淘汰,转向放电时间短的UPS。越来越多的数据中心构建者正在接受短时供电的UPS,我们预测这将带来UPS选型和配置方面的改变。有些技术过去被认为是低级或是有限的,未来也许会受到欢迎。方兴未艾的模块化数据中心对此将起到推波助澜的作用。

几年前, UPS的新生事物是ECO模式,它本质上是旁路模式双转换UPS或在线互动式UPS(这些技术的解释在本报告后面更详细)。此外,像Facebook的开放计算项目,它消除了集中式的UPS,用分布式电池或机架型UPS来替代有可能变得更加普遍。作为数据中心的容错转移,自然会对软件和算法的控制,而非增加直接(且昂贵)物理设备冗余。

不是所有的公司都像Facebook,谷歌和微软一样在进步。然而,对于UPS技术而言,主流市场第一步是逐渐减少的后备时间。在一定程度上,这已经发生的了。

几年前,拥有30分钟后备电池组非常普遍,然而目前,15分钟或者更少已成为长态。这种变化的结果是,为了平衡投资成本与可靠性之间的关系,一些在建的数据中心不得不决定,除非他们真的需要30分钟的后备时间,否则更短的后备时长时可以接受的。除此之外,成熟的PFM数据中心不再着眼于细微之处,而是将重点放在产品本身的性能特点上——无论他们如何实现的。这意味着约定俗成的常规正在被打破,对某一特定的齿轮或技术方法的兴趣逐步加强。

随着市场的不断成熟和技术的推陈出新,重要的是要勾勒出这个过渡时期所存在的不同类型的UPS。此讨论的目的是从一个高层次,非工程的角度来看待问题,而非纠结于UPS相关的错综复杂的问题。对UPS而言,主要有以下几类:

静态UPS

市电中断时,静态UPS利用其固态电路为负载提供配电。在当前数据中心中,静态UPS的是最常见的类型。它能提供负载隔离,维护相对简单,在市电中断时,通过后备电池为负载持续供电。但是,电池组通常是昂贵的,需要控制温度并进行监测和排气(例如,用于的氢检测和排气湿电池)。静态UPS主要分成两类:

一:双转换式UPS

正如其名字所言,使用双转换UPS,电源要从交流整流到直流,再从直流逆变到交流,可将负载与市电完全隔离,能够产生独立的输入电源信号,执行频率切换(比如50赫兹、70赫兹),因此被称之为非线性负载,有可能会损害比较灵敏的电子设备。这种基于电池的双转换UPS是当下最普遍的UPS类型。

二:在线互动式UPS

在线互动式不间断电源,设备正常运行时,在本质上作为隔离变压器,不提供恒定的AC/DC/AC转换。在线互动式UPS通常情况下更加被动,只有当主回路出现错误(例如电源浪涌,电源骤降等等)才启动运行。

旋转式UPS

一个不太常见的类型的UPS是旋转式UPS,它使用一个电动机/发电机系统来创建输出。旋转式UPS单元(例如Hitec、Piller电和E1动力学)可以用不同方法配置同步或异步电机,整流器或逆变器。不同的配置容易混淆,其不同之处在于,有一个发电机或者是旋转陀螺与电力相连。这与我们通常所说的飞轮UPS,即通过动态储能飞轮获取能量的UPS不同。

旋转式UPS对感性负载能够提供高故障清洁能力(峰值/最大电流或者是保险丝熔断),而不会进入旁路。这意味着,该单元能对于 “保险丝熔断或保护开关跳闸”能够提供短时供电保护。同时,旋转式UPS也可提供卓越的浪涌电流处理,对于电机启动。在可维护性方面,旋转式UPS的使用寿命较一般较静态的UPS要长,但是他们需要定期的机械维护,而不像静态UPS倘使电池可以热插拔则不需停机。

旋转式UPS在当下市场中屈居第二,有相当一批忠实的拥护者(他们通常会嘲笑静态UPS的品质以及所带来的化学污染)动态UPS在欧洲更流行,甚至超过了美国,目前已被几个大型的,众所周知的数据中心所采用。

飞轮UPS

通常情况下,“飞轮UPS”和“旋转式UPS交替使用,事实上,他们有很大的不同。虽然旋转式UPS在整体设计上使用的旋转陀螺或者说是飞轮(如上所述),但是同Active Power公司的飞轮UPS或伊顿公司/爱克赛)差别很大。后者其实是一个静态UPS,只是用直流供电的动能飞轮取代了直流电池组。对UPS本身而言,它并不关心直流电来自于飞轮还是UPS。飞轮UPS通常能提供(15-30秒)短时供电。在过去的一段时间内,这一直是飞轮UPS迈不过去的一道槛。支持飞轮UPS的主要论点是,如果你系统未能在飞轮所提供的15秒到30秒之内启动,更多的供电时长同样无济于事。即便这点值得商榷,然而,在逐渐缩短的后备时间已成为趋势的情况下,飞轮获得更多关注已不可避免。

竞争

UPS市场容量巨大,有各种类型的供货商。不可否认,有的厂商拥有更大的势力范围。对于静态UPS来说,主要有伊顿、艾默生网络能源、GE、三菱国际、

以及施耐德旗下的APC与梅兰日兰、溯高美集团,东芝等等。旋转式UPS相对于静态UPS市场而言,供应商较少,包括E1动态(EURO-DIESEL),海泰克电源解决方案和皮勒电力系统的。至于基于飞轮的UPS,唯一供应商为Active Power。当然也有很多的静态UPS制造商通过动能储存设备供应商,如VYCON(不提供UPS只提供动能储存设备)提供基于飞轮的后备系统。

UPS技术在数据中心行业是根深蒂固的,有许多固定的阵营。静态与旋转、飞轮与电池之间的争论已持续多年。云计算的出现,有助于减轻其在数据中心的位置。Facebook的开放计算项目并非数据中心行业的灵丹妙药,只是一个所期待的很好的趋势。UPS不会一夜之间被淘汰,但是供电时间的缩短,不同的电池储能技术将迎来大的发展似乎并不遥远。

来源:中国IDC产业联盟 作者:IDCUN

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