ЦОД и телеком

Система бесперебойного электроснабжения ЦОД - основа надежного функционирования любого центра обработки данных и  телекоммуникационной / IT компании.

От стабильности системы электропитания центов обработки данных (ЦОД) зависит функционирование всей ИТ-инфраструктуры любого предприятия, поэтому вне зависимости от сбоев у внешних поставщиков электроэнергии и аварийных ситуаций, система электропитания  ЦОД должна обеспечить непрерывное, круглосуточное и стабильное энергоснабжение.

Поэтому одним из компонентов инженерной инфраструктуры ЦОД является система бесперебойного электроснабжения (СБЭ), поддерживающая автономную работу оборудования в случаях отключения внешнего (сетевого) электропитания.

Строится СБЭ на основе источников бесперебойного питания (ИБП), важность которых демонстрирует стандарт TIA-942, фиксирующий основополагающие требования к структуре ЦОД и классифицирующий дата-центры по уровню надёжности (от 1 до 4). Уже на втором уровне (дата-центр с резервированием) обязательно наличие источника бесперебойного питания, а четвертый – самый высокий (отказоустойчивый дата-центр) предполагает двукратное резервирование СБЭ – два отдельных ввода, зарезервированных по схеме N+1 (фактически – не менее четырёх ИБП).

Моноблочные и модульные ИБП для ЦОД

Существуют два подхода к построению мощных онлайн ИБП: моноблочный и модульный. Главное отличие ИБП второго типа в том, что выходная мощность обеспечивается не одним силовым блоком, а совместной работой группы параллельно соединённых модулей. Каждый из модулей представляет собой полноценную силовую часть ИБП со всеми функциональными узлами и аппаратными средствами: выпрямитель, инвертор, зарядное устройство, управляющий процессор, программное обеспечение и т.д.

Увеличение мощности

Модульные решения за счет децентрализованной архитектуры обладают большей конструктивной гибкостью и позволяют при увеличении потребности в электропитании за короткий промежуток времени подключить к уже функционирующему устройству один или несколько дополнительных модулей. Это полностью соответствует одному из требований к современному ЦОД – высокой степени масштабирования при минимальных временных и ресурсных затратах.

Наращивание мощности моноблочной системы – более сложный процесс, требующий параллельного подключения минимум одного полноценного ИБП и наличия специальной платы, поломка которой вызовет переход всего электропитания на входную сеть.

Построение схем резервирования

Аналогичная ситуация прослеживается и при организации резервирования: избыточность моноблочно-паралельного комплекса достигается только добавлением дополнительного источника (горизонтальное резервирование).

Модульные ИБП гарантируют более оптимальную работу – для избыточности достаточно установить один дополнительный силовой блок (вертикальное резервирование).

Надежность

Теоретическая возможность отказа единичного компонента у модульных ИБП выше, чем у моноблочных. Это объясняется тем, что моноблочные ИБП содержат меньшее число конструктивных элементов, каждый из которых может рассматриваться как потенциальная точка отказа. Данным фактором обусловлено и более высокое значение средней наработки на отказ (MTBF) у СБЭ на базе моноблочных решений.

В модульном ИБП аварийная ситуация чаще всего затрагивает только один силовой блок и это, при наличии резервного модуля, не сказывается на электроснабжении подключённых потребителей. Любая поломка в силовой части моноблочных ИБП вызывает либо отключение от нагрузки, либо переход в режим байпас, что при отсутствии полного резервирования мощности, может послужить причиной отказа всей СБЭ.

В случае неисправности какого-либо компонента системы электроснабжения ЦОД, важно максимально быстро выйти из аварийного режима и возобновить нормальное функционирование инженерной инфраструктуры.

Модульные ИБП имеют сокращённое среднее время восстановления системы после отказа (MTTR), достигаемое за счёт возможности «горячей» (без перерыва в электроснабжении) замены, вышедшего из строя модуля. При наличии запасного силового блока, монтаж/демонтаж, возможно, осуществить силами одного специалиста за минимальный временной промежуток.

Ремонт моноблочных устройств не столь оперативен – восстановление работоспособности обычно занимает несколько часов или дней.

Стоимость реализации

Если сравнивать два подхода к построению БЭ ЦОД с экономической точки зрения, то создание СБЭ на базе моноблочных ИБП обойдётся дешевле, чем на базе модульных ИБП такой же мощности. Однако для моноблочных ИБП расширение уже существующей СБЭ увеличивает стоимость системы в два раза и может потребовать дополнительных трат на прокладку новых кабельных линий, установку распределительных щитов и коммутационных панелей. Модульные ИБП позволяют на каждом этапе эксплуатации и развития СБЭ совершать затраты только на фактически нужные, приближенные к реальной необходимости, мощности.

Подводя итог, можно сказать, что оба рассмотренных подхода к построению СБЭ ЦОД имеют свои сильные и слабые стороны:

• моноблочная система дешевле и содержит меньшее число внутренних элементов и соединений, что, согласно теории надёжности, позволяет говорить о повышенной наработке на отказ, но в тоже время она и избыточна, а это негативно сказывается на энергопотреблении ЦОД;
• модульная система обеспечивает легкую масштабируемость, эффективность и минимальное время восстановления СБЭ. К недостаткам модульных ИБП следует отнести более высокую стоимость и ограничение в максимальной мощности.

ИБП Borri для ЦОД

INGENIO PLUS 30-160 кВА – моноблочный ИБП с высоким коэффициентом выходной мощности = 1. Бестрансформаторная технология. Жидкокристаллический дисплей. Возможность увеличения мощности и резервирования. Широкий выбор коммуникативных решений.

INGENIO MAX 200-50 кВА – моноблочный ИБП с высоким коэффициентом выходной мощности и КПД. Чистое электропитание благодаря низкому искажению тока на входе и коэффициенту мощности на входе 0,99. Бестрансформаторная технология. Жидкокристаллический дисплей 10 дюймов. Возможность увеличения мощности и резервирования. Широкий выбор коммуникативных решений.

UPSaver 400-1600 кВА и UPSaver3vo 670-2670 кВА – модульные ИБП, что позволяет легко наращивать мощность СБЭ путем добавления силовых модулей мощность 200 кВт и 333 кВт. Модульные блоки состоят из извлекаемых подмодулей для обеспечения удобства проведения технического обслуживания и низкого показателя среднего времени ремонта. Опции конфигурации включают N+R резервирование, распределенный и централизованный статический байпас, распределенную и централизованную аккумуляторную батарею. КПД до 99,5 %, модульность и масштабируемость до 21 МВт, увеличение мощности в «горячем» режиме.

INGENIO MAX XT 900-2100 кВА – это масштабируемая высокоэффективная система ИБП, обеспечивающая надежное, бесперебойное и качественное электропитание всех видов ответственного оборудования. Система масштабируется до мощности 2,1 МВт для конфигураций со схемами резервирования N+1, N+N и A+B при использовании модулей мощностью 250 кВт или 300 кВт при температуре окружающей среды до 40°C.

Особенности INGENIO MAX XT 900-2100 кВА:

• модули мощностью 250 кВт и 300 кВт;
• масштабируемость без прекращения работы до 2,1 МВт;
• конфигурируемое внутреннее резервирование обеспечивает отказоустойчивую конструкцию (N+1 или N+N);
• статический коммутатор для непрерывного режима работы в режиме 125 % нагрузки обеспечивает устойчивую перегрузочную способность;
• модули, обслуживаемые без прекращения работы (в режиме, независимом от частоты и напряжения на входе) сокращают среднее время ремонта, исключают простой системы.