對于執(zhí)行安全、精準、短時延以及連續(xù)不斷的數(shù)據(jù)處理與共享操作為主的數(shù)據(jù)中心而言,由于它們對”業(yè)務運行中斷”的容忍度為零,宜選用Tier-4級的工頻機UPS供電系統(tǒng),A1級空調系統(tǒng)。典型應用行業(yè)為金融、民航、石化和軍用等領域。
對于執(zhí)行海量存儲、高速信息查詢的分布式數(shù)據(jù)處理與共享操作為主的數(shù)據(jù)中心而言,由于能容忍偶發(fā)性或短暫性的業(yè)務中斷,并追求利潤最大化,宜選用Tier-3級、Tier-2級為主,Tier-4級為輔的高頻機UPS/HVDC供電系統(tǒng),A1或A2級空調系統(tǒng)。典型應用行業(yè)為BAT、電信及托管企業(yè)。
對于執(zhí)行超高速,超大容量的工程和科學計算的超算中心而言,由于允許執(zhí)行“間斷性”的運算,為了降低Capex,宜選用 Tier-2級UPS或Tier-0級的市電供電系統(tǒng),A1級空調系統(tǒng)。
對于既不允許出現(xiàn)“長時間的業(yè)務中斷”和追求使用便利化、又面臨維護能力較弱和地處偏遠地區(qū)的局面的中、小用戶,宜選用Tier-2級模塊化UPS供電系統(tǒng),A3或A4級空調系統(tǒng)。
電氣應用:目前,高頻機UPS的應用逐漸增多,請問其與工頻機UPS相比在可用性上有哪些區(qū)別?
李成章:近年來,由于云計算、大數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)+等市場需求的爆發(fā)式增長,在數(shù)據(jù)中心機房的UPS供電系統(tǒng)中,越來越多地選用高頻機UPS供電系統(tǒng)的設計方案。推動此發(fā)展趨勢的動力是:同工頻機UPS產(chǎn)品相比,高頻機UPS產(chǎn)品具有更高的效率(從94%提升到96%~97%),更高的輸入功率因數(shù)(>0.99),更低的輸入THDI(<3% ),更小的占地面積,更輕的重量,更低的生產(chǎn)成本等優(yōu)勢。
對于采用升壓型的IGBT整流設計方案的高頻機UPS而言,為了提高它的效率,主要采取的技術措施有:
1)去掉UPS逆變器中的損耗較大的內(nèi)置”輸出隔離變壓器:,從而達到提高UPS效率的目的。
2)提高UPS效率的另一技術措施是,對位于UPS的逆變器輸出端的切換開關而言,采用基本”無壓降”的接觸器來取代存在2V左右”管壓降”的SCR型的靜態(tài)開關的方法。
近年來,在各UPS生產(chǎn)廠商的共同努力下,通過不斷地改進高頻機UPS逆變器的SPWM的設計方案,從最初兩電平的脈寬調制到三電平的脈寬調制,再到優(yōu)化三電平或四電平的脈寬調制以及提高脈寬調制頻率等技術措施,從而達到同時提高UPS的滿載和輕載運行時的效率的目的。
基于上述原因,近年來,提高UPS的效率逐漸變成各生產(chǎn)廠家和用戶主要關注的重點。在此背景下,近年來高頻機UPS效率的”提升速率”明顯加快,成效顯著。在此背景下,在高頻機UPS供電系統(tǒng)設計與選用上、容易產(chǎn)生這樣的誤區(qū)。即:因過于重視追求高頻機UPS的效率應更高,造價應更低而忽視更加提高產(chǎn)品的可靠性。
對于高頻機UPS的設計和應用而言,還可能存在另外的兩個”誤區(qū)”是:
(1)各種高頻機UPS都具備大致相同的可靠性;
(2)對于“N+1”UPS冗余供電系統(tǒng)而言,它的總并機數(shù)量可不受限制地增加。
與工頻機UPS相比,高頻機UPS其技術弱勢主要表現(xiàn)為:(1)故障率相對較高;(2) 由于它的輸入功率因數(shù)呈現(xiàn)電容性,從而導致發(fā)電機的設計容量配比必須增大。
鑒于高頻機UPS相對于工頻機UPS可靠性較差,對于應用于金融、電力、軍用、民航空管等關鍵數(shù)據(jù)中心機房而言,建議:優(yōu)選工頻機UPS產(chǎn)品。為說明工頻機UPS與高頻機UPS在金融IDC機房中,所呈現(xiàn)出的長期運行的穩(wěn)定性和可靠性之間的差異,現(xiàn)舉例說明如下:
2014年5月,當給某金融機構供電的10KV高壓電網(wǎng)出現(xiàn)停電事故時,位于該金融機構數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)的3×300 KVA高頻機UPS并機系統(tǒng)中的1臺UPS發(fā)生”炸機”故障,并導致并機系統(tǒng)出現(xiàn)”輸出閃斷”事故。相關的運行資料顯示:這套高頻機UPS并機系統(tǒng)僅運行1年多,就發(fā)生了災難性的故障。相比之下,位于同一機房中的、由已分別運行16年和12年之久的由兩組3×800 KVA工頻機UPS并機系統(tǒng)所組成的2N型雙總線輸出供電系統(tǒng)卻一直在正常運行。由此案例可以看出,對于因供電系統(tǒng)故障而誘發(fā)IDC癱瘓事故,并將可能會造成重大損失或重大負面社會影響的關鍵行業(yè)的數(shù)據(jù)中心機房而言,應盡量選用可靠性更高的工頻機UPS供電系統(tǒng)。
電氣應用:針對高頻機UPS在可靠性方面存在的劣勢,生產(chǎn)廠商近期推出了2.0級高頻機UPS,請您介紹一下2.0級高頻機UPS相比于1.0級高頻機UPS技術優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面?