UPS是数据中心正常运行的保护神。机器和2N电源方案是最常用的。UPS应用中常用的供电方式有五种:单机供电方案、热备份串联供电方案、直接并联供电方案、模块并联供电方案和双母线(2N)供电方案。1、独立供电方案独立供电方案是UPS供电方案中最简单的一种,即单台UPS的输出直接与用电负载相连。该方案一般用于小型网络、独立服务器、办公区域等;系统由UPS主机和电池系统组成,不需要专门的配电设计和工程施工,安装快捷;缺点是可靠性低。2、热备份串联电源方案串联备份技术是一种早期、简单、成熟的技术,广泛应用于各个领域。UP系列后备的定义是:后备UPS的逆变输出接在主机的旁路输出端。运行过程中,一旦主机逆变器出现故障,能迅速切换到旁路。变压器输出供电,保证负载不掉电。在各种UPS技术资料中,串联备份的英文是SeriesConfiguration或IsolatedRedundant。系列也称为热备份,或简称系列。UPS串联的特点是两台UPS是完整的在线式单机UPS,旁路独立。除了电源线连接外,这两个USP不需要其他信号连接。正常情况下,主机为负载提供100%的电力,从机的负载为零。组成串联系统的UPS必须具备以下技术条件:使用在线式UPS供电时,逆变器能与旁路保持同步;USP具有整流器和旁路双输入端;USP可以承受100%的负载跳跃。方案优点:结构简单,安装方便;价格便宜,不同公司不同功率的USP可以串联。方案缺点:扩容不中断负载的耗电必须带电操作,非常危险;主从机老化状态不一致,从机电池寿命降低;当负载发生短路故障时,从机逆变器容易损坏。3、直接并联供电方案直接并联供电方案是将多台同型号、同功率的UPS通过并联机柜、并联模块或并联板将输出端并联起来形成的。目的是共同分担负载功率。其基本原理是:正常情况下,多台UPS均有逆变输出,对负载和电流进行评分。当一台UPS发生故障时,其余UPS将承担全部负载。并联冗余的本质是UPS均分负载。组网形式多为N+1或M+N。实现并联冗余的前提是要解决以下技术问题:(1)各UPS逆变器输出波形保持同相、同频。(2)各台UPS逆变器的输出电压相同。(3)每台UPS必须平均分担负载。(4)USP失效时快速下线。方案优势:多台UPS均分负载,大大提高可靠性;扩容比之前的方案方便很多;正常运行分担负载,系统寿命和可维护性大大提高。解决方案的缺点:负载控制;成本增加;并机输出端仍然存在单点故障。4、模块化并联供电方案模块化并联方案本质上是一种直接并联供电方案,但其具体实现方式不同于传统的直接并联供电方案:模块化UPS包括机架、可并联功率模块、可并联电池模块、充电模块等。模块并联供电方案的特点:(1)由机架、UPS电源模块、电池模块、配电系统组成。(2)电源模块配置为N+1冗余,减少维护时间。(3)公共输入、输出、并联电池系统、控制系统。其优势体现在动态扩容和零维护时间。5、双母线(2N)供电方案较早应用于数据中心。UPS电源方案的输出配电系统包括开关跳闸、保险烧毁、电路短路等电源电路故障,往往在很大程度上影响UPS系统的供配电。可靠性。为保证机房UPS供电系统的可靠性,2N或2(N+1)系统已广泛应用于大中型数据中心,常被称为双母线或双母线供电行业中的系统。2N供电方案由两台独立工作的UPS、负载母线同步跟踪控制器(LBS)、一个或多个静态转换开关系统、输入输出配电盘组成。该方案的特点是:(1)考虑到系统实施的成本,将数据中心的负载分为两类:单电源/三电源负载和双电源负载。正常运行时,两组母线系统共同加载所有双电源负载;通过STS设置,每台负载一半的关键单电源负载。因此,在正常运行期间,两个母线系统将各有50%的负载。(2)其中一套单机系统可作为双母线系统的一条输出母线,另一套单机系统可作为双母线系统的另一条输出母线,两个总线系统的输出通过同步与控制器同步。双母线UPS系统采用负载母线同步跟踪控制器(LBS),保证两路UPS输出系统的同步。例如,先将任意一台UPS并联系统设置为主,LBS同时监测两母线上UPS的输出频率和相位。一旦发现超出同步跟踪范围,LBS启动,内控继续跟踪市电给预先定义为Master的UPS,另一母线上的UPS会跟踪Master通过LBS的控制,从而实现两个系统的同步。(3)即使一个系统完全落伍或需要检修,双电源负载仍会继续正常工作,因为仍然有一个输出母线供电;而关键的单电源负载会通过STS调零切换到另一路输出母线,也能正常工作。向单个电源负载供电时,使用静态转换开关系统(STS)。单电源负载接在STS的输出端,STS的两个输入端分别接输入电源1和输入电源2。当系统供电总线上的任何设备或电缆出现故障时或需要维护时,可通过转换时间为1/4周波的静态转换开关将其负载切换到另一系统供电。(4)不同于以往的供电方案,系统的备份首先带来负载用电可靠性的显着提高。此外,该方案具有极佳的开放性和前瞻性,未来系统的扩展、升级和维护也非常方便。因为在任何时候,其中一个系统都可以完全断电进行处理,以解决维护或扩容问题。双总线系统真正实现了系统的在线维护、在线扩展、在线升级;提供更大的配电灵活性,满足服务器双电源输入需求;解决了电源电路中的“单点故障”问题;达到点对点冗余;大大增加了整个系统的可靠性和安全性;提高了输出供电系统的“容错”能力。(5)本方案建设成本较高。在实际施工过程中,需要注意可靠性与经济性的适当平衡。
