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如今,很多組織需要在集中式中壓備用發(fā)電機(jī)組和分散式發(fā)電機(jī)之間進(jìn)行選擇。
由于備用發(fā)電機(jī)占了數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施成本的很大一部分,尤其是對(duì)于托管數(shù)據(jù)中心而言,這是需要優(yōu)化的關(guān)鍵子系統(tǒng)。如今,在大型超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的背景下,組織主要考慮和比較兩種類型的備用發(fā)電機(jī)架構(gòu):
•分散式備用發(fā)電機(jī)組,每臺(tái)中壓和低壓變壓器使用一臺(tái)發(fā)電機(jī),而不管其冗余級(jí)別如何。
•適用于整個(gè)站點(diǎn)的集中式中壓備用發(fā)電機(jī)組,具有N+1或N+2發(fā)電機(jī)冗余。
以下比較一些主要因素,以根據(jù)特定的限制和要求來(lái)決定哪種方法最好。
優(yōu)化發(fā)電機(jī)成本
當(dāng)然,選擇發(fā)電機(jī)以及如何優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施這一部分的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素是成本。有幾件事情要考慮:
發(fā)電機(jī)尺寸
1.每個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系使用一個(gè)發(fā)電機(jī)組,使組織不得不匹配變壓器和發(fā)電機(jī)之間的功率,這沒(méi)有靈活性。
2.使用集中式發(fā)電廠可以使我們選擇最具成本效益的發(fā)電機(jī)尺寸(就資本支出和運(yùn)營(yíng)成本而言)和最佳的采購(gòu)提前期。
發(fā)電機(jī)的冗余和數(shù)量
1.根據(jù)定義,每個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系只有一個(gè)發(fā)電機(jī)組,動(dòng)力傳動(dòng)系級(jí)別的冗余量指示發(fā)電機(jī)的冗余度是相同的。基本上,如果低壓配電為2N,則發(fā)電機(jī)組也將為2N。
2.集中式發(fā)電機(jī)電站的主要優(yōu)點(diǎn)之一是能夠使用N+1或N+2發(fā)電機(jī),而與下游的架構(gòu)無(wú)關(guān)。這為設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性,并允許組織優(yōu)化要安裝的發(fā)電機(jī)的數(shù)量。
增長(zhǎng)計(jì)劃/可擴(kuò)展性
1.將發(fā)電機(jī)組放置在每個(gè)動(dòng)力總成上(對(duì)于分散式電廠結(jié)構(gòu)而言),每次安裝動(dòng)力總成時(shí),都需要安裝發(fā)電機(jī),其發(fā)電機(jī)的尺寸應(yīng)滿足最壞情況下的最大預(yù)期負(fù)載。因此,在這種架構(gòu)中,隨著數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng),將會(huì)增加發(fā)電機(jī)的部署。
2.當(dāng)然,對(duì)于集中式發(fā)電廠,在最壞的情況下也有必要確定發(fā)電機(jī)的大小。但是,可以在知道數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有部分的實(shí)際負(fù)載的情況下調(diào)整發(fā)電機(jī)的數(shù)量。例如,如果實(shí)際負(fù)載消耗是現(xiàn)有IT機(jī)房預(yù)期負(fù)載的40%(例如較低的機(jī)架密度),則可以在計(jì)算所需的額外備用功率時(shí)考慮這種情況,并可能將發(fā)電機(jī)投資延遲到新的IT室已安裝。
對(duì)中壓配電的影響
當(dāng)發(fā)電機(jī)分散運(yùn)行時(shí),每個(gè)發(fā)電機(jī)都與特定的中壓和低壓變壓器相關(guān)聯(lián),因此上游中壓配電電對(duì)于負(fù)載的正常運(yùn)行時(shí)間并不重要,因?yàn)槿绻袎号潆娫O(shè)備出現(xiàn)故障,負(fù)載仍將由本地發(fā)電機(jī)提供電力。
當(dāng)發(fā)電機(jī)集中在中壓水平時(shí),下游的所有配電對(duì)維持負(fù)載的正常運(yùn)行時(shí)間至關(guān)重要。在大多數(shù)情況下,尤其是對(duì)于托管數(shù)據(jù)中心,需要具有容錯(cuò)系統(tǒng),這使得中壓配電更加昂貴,并且需要更復(fù)雜的中壓配電保護(hù)和控制系統(tǒng)。顯然,這是集中式電廠架構(gòu)的主要缺點(diǎn)。在實(shí)踐中還需要更高級(jí)的工程能力。
當(dāng)然,中壓保護(hù)和控制系統(tǒng)的復(fù)雜性將在數(shù)據(jù)中心的第一階段帶來(lái)更多的調(diào)試時(shí)間,因?yàn)樾枰谥袎杭?jí)別的整個(gè)系統(tǒng)中部署該系統(tǒng)。即使架構(gòu)可擴(kuò)展和模塊化以減少調(diào)試時(shí)間,第一階段也需要測(cè)試整個(gè)電廠控制系統(tǒng)。但是對(duì)于將來(lái)的擴(kuò)建階段,這也意味著在動(dòng)力總成系統(tǒng)級(jí)沒(méi)有控制系統(tǒng),至少可以簡(jiǎn)化動(dòng)力總成系統(tǒng)級(jí)的調(diào)試。
如何選擇正確的架構(gòu)
對(duì)于大型超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心而言,集中式中壓發(fā)電機(jī)組的主要優(yōu)勢(shì)是發(fā)電機(jī)組的成本優(yōu)化,因?yàn)樵谶x擇額定功率和使用的發(fā)電機(jī)數(shù)量方面具有靈活性,而不論發(fā)電機(jī)組的大小和冗余級(jí)別如何動(dòng)力總成。這也可以使發(fā)電機(jī)增長(zhǎng)計(jì)劃適應(yīng)數(shù)據(jù)中心的實(shí)際需求。如果在設(shè)計(jì)階段不完全了解異構(gòu)負(fù)載,則這種靈活性可能是關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。
但是,在具有高功率消耗率的同質(zhì)負(fù)載的情況下,并且當(dāng)已經(jīng)使用4+1或更高的動(dòng)力總成冗余(即分布式冗余或塊冗余架構(gòu))時(shí),節(jié)省的發(fā)電機(jī)成本可能不足以證明其合理性。使用更復(fù)雜的系統(tǒng),例如集中式備用發(fā)電廠。
希望在參考設(shè)計(jì)中提出一種非常靈活的架構(gòu),因?yàn)樗轻槍?duì)托管應(yīng)用程序的。因此,很多組織選擇使用采用閉環(huán)分布的集中式備用發(fā)電廠,以使容錯(cuò)系統(tǒng)具有很高的可靠性,F(xiàn)在訪問(wèn)參考設(shè)計(jì),以查看它是否可以滿足組織托管設(shè)備的靈活架構(gòu)和成本要求。