工厂占地面积20万平方米，建筑面积15万平方米，总投资为7亿人民币（折合约1亿美元），熟练员工2000多人，2009年销售额超过8亿人民币。经过多年的努力，作为可靠和优质的供应商以及中国最大，最专业的电池厂家之一，意喻为“伟大中华”的大华品牌已在众多客户中获得了良好的声誉。
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双总线冗余(2N)供电方案的原理图如图5所示,它实际上是与并联热备份(1+1)冗余供电方案类似的、更加安全供电的方式,它是由两套UPS供电系统组成,在一套供电系统出现故障时,负载由另一套供电系统来保障,大大加强了供电的安全性。但成本较高。
早期应用于数据中心的UPS供电方案输出的配电系统往往出现开关跳闸、保险烧毁、电路短路等供配电回路故障,这在很大程度上影响UPS系统的供配电的可靠性。为提高机房UPS供电系统的可靠性,2N或2(N+1)的系统在中、大型数据中心中得到了规模应用,在业界也将此称为双总线或者双母线供电系统。
该方案的特点是:
①考虑到系统实现的成本,数据中心的负载被分为两类:单电源/三电源负载、双电源负载。正常工作时,两套母线系统共同供电给所有的双电源负载;通过STS的设置,各自供电给一半的关键的单电源负载。因此,正常工作时,两套母线系统会各自带有50%的负载。
②将其中的一套单机系统能够作为双总线系统的一根输出母线,另外一套单机系统作为双总线的另一根输出母线,将两套母线系统输出通过同步控制器同步起来。
负载母线同步跟踪控制器(LBS)用于双总线UPS系统中,用来保证两套UPS输出系统的同步。例如,先设定任意一套UPS并机系统为主机,LBS同时监控两条母线上的UPS输出频率及相位。一旦发现他们超出同步跟踪范围时,LBS激活,内部控制对预先定义为Master的UPS继续跟踪市电,另一条母线上的UPS将通过LBS的控制,对Master进行跟踪,从而实现两套系统同步。
③即使是一套系统完全失效或者需要检修,双电源负载因为有一根输出母线仍然有电,所以会继续正常工作。而关键的单电源负载会通过STS零切换到另外一根输出母线,也会正常工作。
④区别于以前的供电方案,系统的备份首先带来的是负载用电的可靠性的显著提升。除此之外,该方案具有优秀的开放性和良好的前瞻性,系统以后的扩容升级和维护也十分方便。因为在任何时候均可将其中的一套系统完全下电进行处理以解决维护或者扩容问题。
双总线系统真正实现了系统的在线维护、在线扩容、在线升级;提供了更大的配电灵活性,满足了服务器的双电源输入要求;解决了供电回路中的“单点故障”问题;做到了点对点的冗余;极大地增加了整个系统的可靠性和安全性;提高了输出电源供电系统的“容错”能力。但是,该方案的建设成本相对较高,在实际建设的过程中,需要在提高可靠性和降低成本两者之间适当权衡。
5 模块化UPS冗余供电方案
(1)模块化UPS特性分析
模块化是UPS的发展趋势之一。虽然单机模块化UPS的可靠性与单机高频机UPS的可靠性相差无几。但是作为系统而言,模块化UPS供电系统不仅在性能上有很大的改善,而且在可靠性、可维护性以及智能化方面的指标更有显著的提高。与传统UPS供电系统相比,模块化UPS供电系统主要特性如下。
①并联冗余的运行稳定、可靠性高
在模块化UPS供电系统中,功率模块部分是并联冗余的,即功率部分是由许多模块并联在一起,它们不分主从,互不依赖,并且均分负载。由独立的监测、报警、通信模块和系统保护用的静态开关模块等几部分组成,不存在集中控制单元,系统没有故障瓶颈。在模块化UPS供电系统中,只需要购买相应的功率模块,即可实现(N+X)并联冗余供电系统。
②维修方便、在线处理、可用性高
在线热插拔是模块化UPS供电系统的又一显著特点。因为模块的规格统一,具体实施很简单,更换时间极短,几分钟内便可完成。相比之下,传统UPS发生故障时,从判断故障现象到更换完成、排除故障、设备正常运行,根据技术人员水平的高低,需要几小时甚至几天不等。绝大部分情况下,需要生产厂家派出技术人员进行检修。模块化UPS供电系统提高了系统可用性,使维护更为便捷,同时提升了使用人员对系统的维护能力,降低了设备的故障隐患,确保负载得到最佳的保护。