数据中心机房电源配置方案研究

2023-01-16 10:08
通信电源技术 2022年18期
关键词:机柜静态机房

丁 琳

(中通服咨询设计研究院有限公司,江苏 南通 226000)

0 引 言

随着信息化技术的不断发展进步,数据中心机房提出了更高的运行要求。为满足其应用要求,要结合实际运行环境和规范选取适配的电源结构,发挥不间断电源运行优势,提高数据管理水平的同时,满足运行管理的安全性和稳定性要求。

1 数据中心机房电源配置要求

在数据中心机房日常工作中,须完成数据信息的处理,并且建立相应的传输模式和存储模式,有效打造数据多元监管工作体系。因此,一般是借助在线式不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)作为逆变器电源,打造无干扰、连续且运行稳定的高质量电源输出体系,共同维持数据中心机房相关设备的运行质量。为保证UPS运行效果,需要创设点位较低且无突变的运行环境,避免市电电源状态降低用户关键性负载电源供电效能,打造更安全的用电结构,减少数据中心机房安全风险几率[1]。

结合数据中心机房的运行要求,一般借助“N+1”冗余处理并机技术(见图1)极大程度上优化设备的容错率,确保UPS电源运行质量最优化。配合双总线输出、输入控制模式,一旦整个数据中心机房用户负载端出现短路,就能及时进行UPS逆变器的切换,维持良好的设备应用效果。

图1 数据中心UPS“N+1”冗余处理方案

2 数据中心机房电源配置具体方案

为全面提升数据中心机房电源配置方案的合理性和科学性,要结合实际需求选取更加适宜的应用流程和控制方案,增强设备运行稳定性,减少隐患问题对数据中心机房造成的影响。

2.1 方案内容

在科学技术全面发展的时代背景下,数据中心机房电源配置方案也呈现出较为多元的发展趋势,要结合实际应用环境和需求确定合理的方案,对不同数据中心机房电源配置特征予以总结,并满足资源结构配置科学的基本需求[2]。

2.1.1 机架式电源配置

实现独立UPS向机柜单独供电的应用模式。因为机架式电源配置方案中未引入冗余部件,导致这种配置方案只适用于独立提供较短持续供电时间的设备,集中在数据中心机房接入层机柜以及楼层弱电间结构中,建立可控化的电源配置处理方案,满足其实际的电源供给需求,并有效整合相应的资源结构,维持良好的电源供给效果。

机架式电源配置应用模式中涉及的设备包括显示器、服务器、存储器以及机架式UPS等,结合具体布置要求完成相应设施的处理,以便能结合实际需求建立独立连接通道,从而维持配置方案应用的合理性[3]。

2.1.2 静态开关冗余电源

结合实际应用环境和冗余需求,新增静态转换开关、降压变压器等设备,共同打造完整的电源分配处理装置,就能更好地完成UPS机组分配和切换处理,维持数据中心机房控制工作的平衡,并有效实现机房安全供电管理的目标,减少运行不当或者安全处理工作不到位产生的隐患问题。另外,在静态开关冗余电源配置过程中,借助静态开关就能更好地规避机柜电源结构和布线结构出现单点故障现象,建构更加科学且持久的应用控制电源模式,最大程度上规避故障断电对生产生活造成的影响,提高设备的保护水平。同时,为数据中心机房相应设备运行可靠性和安全性提供保障。

此外,在配置方案中,要独立设置UPS,配合静态转换开关、降压变压器以及电源主干链路维持整体应用方案的一致性和规范性,最后完成存储器和服务器的输出管理[4]。静态开关冗余电源布置方案如图2所示。

图2 静态开关冗余电源布置方案

2.1.3 机架式自动转换开关负载冗余电源

在数据中心机房电源配置工作中,不仅要考量实际应用环境,也要对电源结构自身的特点进行分析。由于机架式电源配置的局限性,在去除静态转换开关后,能建立基于机架式自动转换开关负载冗余电源配置模式,电源系统更好地完成了完全冗余,在提高容错率的基础上,建构可控且科学的运维管理体系。

第一,借助设备安装处理过程,完成冗余链路和机柜的可控化连接,配合应用标准和应用环境的具体情况,实现主干链路中单点故障点向机柜内链路的合理性分散,减少处理不当造成的影响,维持电源配置结构的规范性[5]。

第二,在机柜设置过程中,每个机柜设置单点故障点,能在提升机架式自动转换开关负载冗余电源应用方案可靠性的同时,共同构建较为完整的电源处理模式,减少异常现象对电源常规化控制工作产生的影响。

第三,相较于传统的单一化静态转换开关处理模式,机架式自动转换开关负载冗余电源的应用可以为单路设备完全冗余提供保障,维持良好的冗余控制效果,还能最大程度上提高整个电源系统运行的稳定性、安全性,满足整体控制处理的基本需求。机架式自动转换开关负载冗余电源被广泛安装在单路设备大型网络中心,建立完整的处理控制体系[6]。其具体安装结构如图3所示。

图3 机架式自动转换开关负载冗余电源配置方案

2.1.4 集中式电源配置

集中式电源配置方案中为满足实际应用需求,一般是借助大型三相机柜式UPS完成机房设备的处理,有效维持数据中心机房运行的安全性和可控性,并打造较为动态且规范的电源配置管理体系。

集中式电源配置模式中,各个机柜的电源和UPS电源采取的是直接连接的方式,减少中间连接产生的资源损耗,更好地维持良好的连接控制和设备监管模式,从而保证电源配置效果符合实际应用标准[7]。

借助UPS电池组能有效完成数据中心机房供电保障时间的控制,如果增加电池组就能延长保障时间。大型UPS占用的机房空间较大,一旦没有落实冗余部件的处理,就会造成应用不稳定。基于此,集中式电源配置方案一般是应用在数据中心单路设备小型网络运行体系中,满足应用控制需求的同时,为后续处理和监管提供保障。具体布置方案如图4所示[8]。

图4 数据中心机房集中式电源配置方案

2.2 方案应用

为进一步提升数据中心机房电源配置工作的准确性和规范性,要积极整合具体的管理要素,全面分析实际需求后优选相应的方案,从而在提升数据中心机房多元化管理水平的同时,减少安全隐患对其运行管理产生的影响。

第一,若是中心机房规模一般且对应的设备数量有限,其内部的多数设备都是单路设备,此时,一般选取适合单路设备的电源配置方案。虽然转换开关负载冗余电源配置方案的稳定性较高,但是如果中心机房单路设备较多就需要配置2套大型的机柜式UPS机组,不仅会增加机房面积,也会增加成本。因此,结合机房的具体情况落实集中式电源配置方案的效果较好,并将双路市电冗余结构和UPS予以连接,建构较为科学的配置处理模式,一定程度上能提高供电控制工作的实效性,并优化电源输入端运行管理的可靠性[9]。

第二,在数据中心设备规模增加和网架机构调整的时代背景下,更多的数据中心机房已经逐渐从单路设备转变为双路设备,要想更好地建立电源控制体系,就要利用负载同电源配置方案进行单路和双路的融合处理,满足数据中心部署安全性。首先,将电源分配装置向UPS前移,利用独立的市电和供电段连接模式完成初步处理。其次,有效解决冗余问题。最后,如果单路设备实现了物理分层,则要结合环境情况、控制标准以及场地实际需求选择混合负载冗余电源配置,满足需求的同时增强系统的可靠性。

第三,数据中心机房在进行电源冗余工作处理后,要对保障时间进行集中管理和分析,建立完整的总电源链路保障时间约束控制体系,以便发挥相应冗余作用,从而维持数据中心监督管理工作的基本水平,更好地提高链路应用管理的实效性[10]。

3 结 论

综上所述,信息化和数字化发展进程加快推动了数据中心机房的建设进程。为更好地提升应用效能,要积极整合具体配置管理结构,发挥UPS优势,结合实际情况落实相应的机房电源配置工作体系,从而为数据中心安全运行提供良好的支持,实现经济效益和安全效益和谐统一的目标。

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