UPS電源在數(shù)據(jù)中心的作用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于不能停電的設(shè)備，系統(tǒng)要求的行業(yè)越來(lái)越多，比如：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；DCS系統(tǒng)；醫(yī)療系統(tǒng)的手術(shù)室；工業(yè)中的重要的電動(dòng)閥門(mén)等可以說(shuō)，UPS電源使用范圍越來(lái)越廣泛。

UPS不間斷電源的組成和工作原理：UPS電源一般由整流器、蓄電池、逆變器、靜態(tài)開(kāi)關(guān)和控制系統(tǒng)組成。通常采用的是在線(xiàn)式UPS。它首先將市電輸入的交流電源變成穩(wěn)壓直流電源，供給蓄電池和逆變器，再經(jīng)逆變器重新被變成穩(wěn)定的、純潔的、高質(zhì)量的交流電源。它可完全消除在輸入電源中可能出現(xiàn)的任何電源問(wèn)題（電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)、諧波失真和各種干擾）。

為什么要給數(shù)據(jù)中心配備UPS不間斷電源：

隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，一個(gè)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力除了人才跟專(zhuān)利，就屬于數(shù)據(jù)系統(tǒng)。比如：十多年前的美國(guó)911事件，由于災(zāi)難的不可預(yù)測(cè)性，很多中小型企業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)不及容災(zāi)備份，存儲(chǔ)導(dǎo)致公司破產(chǎn)；

數(shù)據(jù)中心意外停電造成的損害至關(guān)重要，不僅僅是硬件設(shè)備的損壞，突然斷電會(huì)使數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)陷入癱瘓。電力中斷對(duì)IT系統(tǒng)有害，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、文件損壞。所以一個(gè)企業(yè)的核心就是數(shù)據(jù)中心的安全；

數(shù)據(jù)中心電源基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該支持兩種運(yùn)行模式：

1接入一家或多家公用市電的電力線(xiàn)路。

2使用柴油發(fā)電機(jī)來(lái)滿(mǎn)足其電力需求。

當(dāng)市電供應(yīng)中斷時(shí)候，柴油發(fā)電機(jī)通常需要人工手動(dòng)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)中心供電，這個(gè)時(shí)間可能是一小時(shí)，也可能是3-4小時(shí)，確保業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，數(shù)據(jù)不丟失；或者柴油發(fā)電機(jī)同事發(fā)生故障時(shí)如何處理呢？ 這時(shí)候不間斷電源就起到作用了；

UPS電源的重要性

數(shù)據(jù)中心通常會(huì)部署一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，以便在市電和備用電源之間進(jìn)行切換。如果市電中斷或發(fā)生故障，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)向連接的備用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)送啟動(dòng)命令，然后開(kāi)始發(fā)電時(shí)提供電力。一旦市電恢復(fù)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換到市電供電，并向柴油發(fā)電機(jī)發(fā)送停機(jī)命令。

數(shù)據(jù)中心的電源基礎(chǔ)設(shè)施包括一個(gè)或多個(gè)UPS電源。UPS電源具有兩個(gè)關(guān)鍵用途：保護(hù)IT設(shè)備免受尖峰電壓的影響，并在斷電時(shí)提供短期電力。

另一個(gè)常見(jiàn)的電源基礎(chǔ)設(shè)施組件是配電單元(PDU)，它是一種高級(jí)電源插座，可從UPS電源獲得電力，然后將其分配給IT系統(tǒng)。配電單元(PDU)不會(huì)產(chǎn)生電源尖峰，這就是為什么配電單元(PDU)通常與UPS電源一起使用的原因。

其功率調(diào)節(jié)和路由通過(guò)開(kāi)關(guān)柜或主要配電板以及變壓器完成。這樣可以確保電源電壓和電流正常輸出。其設(shè)備配置取決于數(shù)據(jù)中心的規(guī)模、IT系統(tǒng)的數(shù)量和類(lèi)型。

確保連續(xù)運(yùn)行

數(shù)據(jù)中心電力基礎(chǔ)設(shè)施必須為數(shù)據(jù)中心設(shè)施其他設(shè)備提供電力，如照明、警報(bào)、傳感器、火災(zāi)監(jiān)測(cè)器、冷卻裝置和除濕器。其電力基礎(chǔ)設(shè)施還必須為IT系統(tǒng)(如服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)組件)提供電力，這樣即使斷電，它們也可以不間斷地運(yùn)行。

在正常運(yùn)行期間，以IT系統(tǒng)為目標(biāo)的電源將連續(xù)不斷地通過(guò)UPS電源運(yùn)行。UPS電源確保連接的電池充滿(mǎn)電，并隨時(shí)準(zhǔn)備支持緊急操作。電池可提供足夠的電力，以使IT系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行，其具體取決于電池的數(shù)量和類(lèi)型。

有些UPS電源采用飛輪或超級(jí)電容器而不是電池。飛輪采用加速轉(zhuǎn)子來(lái)存儲(chǔ)可轉(zhuǎn)化為電力的動(dòng)能。超級(jí)電容器根據(jù)需要利用靜電荷存儲(chǔ)電能。

UPS電源分為離線(xiàn)式、在線(xiàn)互動(dòng)式、在線(xiàn)式三種。如果市電中斷，UPS電源將切換為供電狀態(tài)，將其轉(zhuǎn)換為交流電并將其發(fā)送到PDU。在線(xiàn)互動(dòng)式UPS的工作原理大致相同，只不過(guò)它在市電為設(shè)備供電時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，以防止電壓尖峰。

在線(xiàn)UPS將交流電轉(zhuǎn)換為直流電并為電池充電。剩余的電能都會(huì)被調(diào)節(jié)并轉(zhuǎn)換回交流電以供PDU輸出。運(yùn)行關(guān)鍵工作負(fù)載的大型數(shù)據(jù)中心通常會(huì)部署在線(xiàn)UPS電源，因?yàn)樗鼈兛梢蕴峁┳罡呒?jí)別的保護(hù)，盡管會(huì)增加運(yùn)營(yíng)成本。

無(wú)論使用哪種UPS，或者組織如何配置備用電源，其目標(biāo)都是相同的：提供足夠的時(shí)間關(guān)閉IT系統(tǒng)或讓備用發(fā)電機(jī)啟動(dòng)發(fā)電。在理想情況下，在檢測(cè)到故障不到一分鐘之后，備用柴油發(fā)電機(jī)將會(huì)啟動(dòng)，從而使UPS電源恢復(fù)正常運(yùn)行。

大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的備用發(fā)電機(jī)都有足夠的燃料，可以運(yùn)行24至48小時(shí)。備用發(fā)電機(jī)的數(shù)量和所需的總電壓取決于數(shù)據(jù)中心的特定功率要求。

組織必須確保其發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行，符合適用的環(huán)境法規(guī)，并讓管理員監(jiān)測(cè)一氧化碳或一氧化氮等廢氣。

主動(dòng)計(jì)劃停電

每個(gè)數(shù)據(jù)中心都應(yīng)該制定一個(gè)災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃，該計(jì)劃概述了在停電時(shí)應(yīng)采取的步驟以及每個(gè)設(shè)備應(yīng)扮演的角色;在停機(jī)期間遵循這個(gè)計(jì)劃至關(guān)重要。

這意味著要按規(guī)定的順序關(guān)閉IT系統(tǒng)，確保備用發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并適當(dāng)通風(fēng)，監(jiān)測(cè)溫度以防止過(guò)熱，并驗(yàn)證應(yīng)急系統(tǒng)(例如抽水設(shè)備)是否正常運(yùn)行。

一旦恢復(fù)供電，也必須有恢復(fù)計(jì)劃。IT系統(tǒng)應(yīng)按照規(guī)定的順序重新校準(zhǔn)，并進(jìn)行測(cè)試，確認(rèn)一切按預(yù)期運(yùn)行。應(yīng)該關(guān)閉應(yīng)急設(shè)備，為下次危機(jī)做好準(zhǔn)備。最重要的是，參與者應(yīng)在停電期間和之后保持適當(dāng)?shù)耐ㄐ?，從而使受電源中斷影響的工作人員都能獲得基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)的最新信息。

數(shù)據(jù)中心電源基礎(chǔ)設(shè)施也需要定期的設(shè)備維護(hù)和測(cè)試。如果電力中斷，維護(hù)不當(dāng)?shù)腢PS電源或柴油發(fā)電機(jī)可能影響數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)，這可能會(huì)影響其故障排除時(shí)間。

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