电力信息化：企业如何面对电力紧

电力18讯：    不可或缺的电力保护神--UPS

    对需要供电连续不中断的企业来说，为了应付市电故障和拉闸限电问题，通常都采用双路市电供电，但是这里的双路市电往往是由同一电网通过不同的变压器供给，并不是真正意义上的双路相互独立的电网，而只有备用发电机才是可由企业自行控制的第二路能源。从机房建设的角度看，配置发动机时大致可分为两种情况：一是拥有自己独立的数据中心机房，有足够的空间购置发电机以备后用；一是租用他人的办公大楼，根本没有条件配备独立的发电机。对第一种情况下的企业来说，在双路市电供电情况下仍应考虑发电机的配置，一旦出现拉闸限电的情况可利用自身的柴油发电机来维持正常的运营。对第二种情况则需要用长延时UPS来解决。

    然而，双路市电和备用发电机并不能解决计算机和其他IT设备的不停电供电问题，因为双路市电相互转换和发动机启动时都需要较长的时间，对于允许输入电压中断时间必须小于20ms的计算机和IT设备而言仍然存在停电问题，所以无论是否有能力购置发电机，配备UPS都是非常必要的。

    通常人们对UPS的认识仅仅停留在"不间断电源供应"层面上，这其实是将UPS的功能片面化了。应该看到即便在市电正常的情况下UPS的作用也是不容忽视的。就目前的市电供应情况来看，由于同时供给大量的用电设备，市电输出的电压会下降，电网也会受到设备启动和不同性质负载的冲击，从而产生尖峰、浪涌、噪音等问题。这种被污染的市电对系统的影响是很大的，比如造成服务器宕机，系统元器件受损等，特别是一旦烧坏硬盘所有数据都将不复存在。此时，采用在线式UPS可以对市电起到稳定和净化的作用，即通过UPS将被污染的市电变换为相对洁净的电力再提供给IT系统，从而可有效地避免因电网质量问题而导致系统发生故障。

    在购置UPS时要选用高可用性的UPS。可用性越高，意味着在一段时间内系统正常运行的时间就越长，业内对可用性的表达方法是：

    可用性A ＝ MTBF（平均无故障工作时间）/ MTBF+ MTTR（平均维修时间）
等式中，MTBF为设备的平均无故障工作时间，是可靠性指标；MTTR为设备故障后的平均维修时间。从公式中得出，MTBF与MTBF+MTTR的比值越大，UPS的可用性越高。也就是说增大MTBF值和降低MTTR值都可提高可用性。通常，对UPS采用冗余配置和在系统结构上采用模块化设计分别是提高MTBF值和降低MTTR值的最有效措施，APC公司UPS产品的最大特点是在单机或在集成化系统中同时实现冗余配置模块化设计，它的可用性可达到99.999%～99.99999%的水平。

    IT设备的第二大杀手--制冷问题

    UPS本身是以电池来支撑的，而电池只能市电故障后带动IT系统运行，却无法带动空调系统同时工作，这就使得用UPS组成供电系统时无法解决制冷的问题。

    事实上，温度是损坏系统元器件的又一大杀手。据权威电力保护研究中心测试表明，机柜内温度每上升10℃，IT设备的寿命就会减少50%，所以，制冷的问题不能解决，对运行的IT系统设备的损害是相当巨大的。通常是不用UPS带动空调的，APC公司电力专家建议，有条件的企业在建造数据中心时，就应该考虑备用发电机的配置。

    有了发电机和空调也并不意味着制冷问题的解决。APC公司对大量数据中心的调研发现，传统的制冷系统只考虑房间内的温湿度，而没考虑IT机柜内部的状况，冷热气流混合无序，大大降低了制冷效率，在没有高架地板的环境中，制冷效果更差。

    秉承"机柜就是数据中心"的设计理念， APC提出了"热通道（Hot Aisle）"和"冷通道（Cold Aisle）"的概念。采用"面对面、背靠背"的机柜摆放方式，改变了以往课桌式摆放方式，符合服务器等IT设备从正面进风、从后面排风的设计，从而有效地将冷、热空气分区，避免前排机柜排出的热气与冷空气混合进入后排机柜的问题，大大地提高了制冷效率。 此外，其气流分配单元（ADU）和排风单元（ARU）可有效地提高送风效果，降低进出风温差，从而使得IT系统不会因为进出风温差超过11度而发生服务器寿命损耗50%的情况。

    电价上涨  节能是关键

    为缓解用电紧张的局面，国家发改委采取了上调电价的措施。据统计，电费的支出占企业TCO（总拥有成本）的25%，电费的上涨使得企业经营成本随之增加。从机房用电分配上看，IT设备占电能总消耗的44%，制冷系统占38%，电源系统占到15%，照明系统占3%。在IT设备用电无法削减的情况下，就需要想办法从制冷系统和电源系统上节约用电，或者说需要想办法在相同的条件下提高制冷、电源设备的使用效率。

    制冷系统效率的提高关键在于冷热空气的有效区分，保证机柜内部IT设备能够在正常的温度下工作。APC全新的"冷通道、热通道"概念，以及"面对面、背靠背"的机柜摆放方式，以及先进的气流分配和排风单元，大大提高了空调的制冷效率。在典型的数据中心里，制冷效率如果降低20%，就可能导致整个电力消耗增加8%。但如果规划合理，机房的制冷系统可以节能20～30%，即减少10%左右的总耗电量。

    从机房用电分配的比例上看，供电系统本身的耗电占到15%的比例。UPS利用率的高低也直接影响到耗电量的大小。以APC公司Silcon（秀康）UPS为例，其输入功率因数为0.99，与输入功率因数为0.8的UPS相比，大大降低了系统中的无功功率和相应的损耗。从UPS本身的效率讲，APC的Silcon UPS的工作效率高达97%，自身耗电不超过3%，其余97%全部用于为系统提供电力；而其他厂商的UPS自身耗电为7～12%，提供给系统的电力就只有88～93%。UPS自身效率低，必然使总体耗电量增加，电费的支出增大。

    此外，如果考虑UPS与油机的配合的关系上来看，APC的产品也占到很大的优势。比如40KVA的系统如果用APC的产品与油机配合，因为UPS的输入功率高达0.99，对油机而言UPS相当一个纯电阻负载，所以只需要50～60KW的发电机即可，即UPS与油机的比是1：1.3。而其他厂商UPS与油机之比是1：2～1：3，也就是40KVA的系统就需要80～120KW的发电机才可。这样在购买发电机的成本消耗上也节省了2～2.5倍的开支。

    电力供应紧张的阶段不可避免，企业IT网络系统小环境的建设至关重要。无论是从系统的可用性、能源的消耗、成本的节约等各个角度考虑，企业面临的电力危机都不容忽视。