随着5G、物联网、工业互联网和数字城市的加速发展,我国数据中心产业也进入了大规模的规划建设阶段。2017年我国传统IDC业务收入512.8亿元,占IDC全行业总收入比重78.8%;云服务收入137.6亿元,占比21.2%,比2016年提高2.8%。目前大多数数据中心存在能耗较高,电能使用效率(PUE)仍大于2.2,与国际先进水平相比有较大差距,节能潜力巨大。同时数据中心产生大量的温室气体排放,消耗大量的水资源,其设备废弃后造成较大污染,给资源和环境带来巨大挑战。图1为2017年全球和我国数据中心发展概况。
随着云计算业务的不断扩大,集中处理云端业务需求量剧增,大型云数据中心广泛应用;在5G、工业互联网等领域,需在边缘侧快速响应客户诉求,边缘数据中心将大面积推广应用。未来数据中心朝着云边发展,如何解决边缘数据中心的后备电源是亟需解决的问题。
1 后备电源需求
为保证信息系统的安全,UPS间的建设尤为重要。由于供电系统中不可避免的存在如供电中断、电压浪涌、电压陷落、波形畸变、频率漂移、持续过压、持续低压、瞬间过电压和噪声干扰等情况,任一种情况的出现必将造成整个供电系统的不稳定,尤其是对通信网络信息设备轻则工作出错、通信失败,重则设备损坏、数据丢失、系统崩溃。作为网络信息系统核心的服务器及通信设备能否稳定地工作,取决于能否提供高质量、稳定的电源系统。
UPS为服务器等数据通讯设备提供后备电源,根据需求,对服务器等重要设备提供供电。同时,还要求UPS还具有网络监控功能,UPS的工作状况能被系统管理员随时掌握。一旦UPS出现异常,可以通过多种告警方式通知到运维人员办公室、保安室,同时采用短信息方式通知相关负责人。
传统的数据中心供电方式从UPS单机、1+1并机发展到现在的N+M并机和双母线,可靠性提高到99.9999%,冗余的UPS系统必然是降低了平均每台UPS的负载量,降低了其运行效率,从而提高了能耗。