3/2 N:信頼性の向上を節約する方法は?

業界では、重要な負荷を保護するために、35年以上にわたって無停電電源装置(UPS)の並列構成が使用されてきました。 また、重要なデータセンターアプリケーションのフェールセーフ操作を保証するためにも使用されます。 しかし、一方では予算が制限され、もう一方ではクライアント機器とアプリケーションの保護が最優先事項であるという条件で商業データセンターを構築するときに選択するバックアップスキームはどれですか?



N + 1:あなたと一緒にしましょう...







現在、N + 1冗長性を備えた並列システムが最も普及しています(図1を参照)。 1つのソースに障害が発生した場合、バックアップUPSが負荷を引き継ぐため、システムは動作し続けます。 並列システムは、理論的には任意の数のソースから組み立てることができます-主なことは、その合計電力が、負荷が消費する電力定格と、1つのバックアップソースを提供することです。 より詳細に設計された並列システムでは、公称値を超える総電力の超過は少なくなります。 たとえば、負荷が400 kVAの場合、200 kVA(200 + 200 + 200)のUPSを3台使用できます。 このようなシステムの負荷電力に対する過剰電力は200 kVA(負荷に対して50%)です。 しかし、たとえば100 kVAの4つのUPSなど、あまり強力でないUPSを使用する場合、予備の別の同一のシステムは、100 kVA(25%)の電力過負荷しか与えません。



フラクショナルスキームの方が経済的です...しかし、実際には、UPSのケーブル、試運転、設置、設置、さらにはコストを考慮すると、これらの利点は明らかではなく、フラクショナルシステムはより多くのスペースを占有します...したがって、一見魅力的です大きな分数を好む場合、N + 1スキームは通常2 + 1、3 + 1-になり、非常にまれに4 + 1になります。



クリティカルな負荷のあるデータセンターでは、予算が限られているため、N + 1スキームが使用されることは非常にまれです。 この回路の弱点は、単一障害点、つまりUPSが負荷に接続されるバスです。 定期的なメンテナンスを実行する必要がある場合(たとえば、バスのボルトを締める必要がある場合)、負荷をUPSグループから切断する必要があります。 この場合の最も効果的な戦略は、負荷を都市の2番目のフィーダーに接続することです。



2N-ダブルアーマー





データセンター向けのTIA 942標準のイデオロギーでは、たとえその要素のいずれかが故障した場合でも、システムは引き続き動作し続ける必要があります。 現代の負荷のほぼ全体に2つの独立した電源があることを考慮すると、まったく異なる接続スキーム「2N」が自然に発生します。 各入力(サーバー電源)は、個別のUPSグループから給電されます(図2を参照)。 現在、電源の数を3つ以上に増やしたいという機器メーカーの要望が概説されています。 したがって、5年後に3つまたは4つの電源が広く使用されている場合、それに応じて冗長性スキームが2Nから3Nまたは4Nに変更される可能性があります。



この比較は、2番目の方式のデバイスの数が多いため、より高価であることを示しています。 しかし、信頼性の観点から、ソースまたはグループ全体の障害が負荷の損失につながることはなく、スムーズにバックアップ入力に進みます。



3/2 N-スターソリューション





電力保護システムを設計する技術により、システムの信頼性を最大限に高めることができますが、同時に資本コストを大幅に削減できます。 このようなソリューションは、図3に示すスキームです。もちろん、このスキームは革新的な発見ではありません。 DRUPS(ディーゼルロータリーUPSシステム)の世界では、この回路はIP-Starと呼ばれています。





図4では、同じパターンが星の形で表示されています。 Tverの新しいDataProデータセンターで使用することにより、2Nスキームとほぼ同じ信頼性レベルを維持しながら、資本コストを大幅に削減できます。



新しいデータセンターには3つのサーバールームが設置されます。 各部屋の総負荷電力容量は400 kVAです。 この回路の各負荷は、2つのアクティブ入力に接続されています。 各UPSグループには、それぞれ200 kVAの容量を持つ3つのソース(2つのメインバックアップと1つのバックアップ)が含まれます。 この場合の総設置容量は1800 kVAです。 この図は、ソースの1つに障害が発生しても、負荷が失われる可能性は低いことを示しています。 また、UPSグループの1つの集中バスで事故が発生した場合でも、隣接するUPSグループは別の入力から負荷を拾います。 明らかに、データセンターに3つではなく4つの部屋がある場合、スキームは3/2 Nではなく4/3 Nと呼ばれます。

通常の操作では、各負荷は両方の入力からの無停電電源装置によって保護されます。 光線の1つが消えても、操作性は維持されます。 この回路のUPSの数は少なく、回路2N(3x200x4)= 2400)と比較すると、システムは安価です-3番目の回路(3x200x3 = 1800 kVA)の利点は明らかです。



一般に、3番目のスキームでは、2Nスキームのすべての利点が保持されます。 この場合、UPSは公称値の2/3でロードされ、2N回路のように50%ではロードされません。 したがって、効率が高くなります-したがって、電気代は少なくなります。 確かに、高品質のソースの場合、ワークロードの程度に応じて効率はそれほど低下しません。 しかし、一般に、資本コストと運用費用の両方で、スキーム3はスキーム2Nよりも安価ですが、N + 1よりもいくらか高価です。 そして、これは2Nとほぼ同じレベルの信頼性です。



Tver、Tver、Tver、3/2 Nでロシアで初めて変更され、Uptime Instituteによって認定されたデータバックアップスキーム。



主なものについて簡単に:

•TverのData Center DataPro

•データセンターの総面積は2650平方メートルです。

•最大出力4.5 MW

•それぞれに最大100台のラックを設置できる4つのコンピュータールーム

•ラックあたり3 kW〜20 kWのIT機器の設計容量

•Tier III Uptime Institute Design and Facility認定*

•2013年10月の試運転



専門家の解説:



セルゲイ・エルマコフはイネルトのテクニカルディレクターです。

2番目の接続スキームで発生する問題は、主にITサービスとの相互作用の面にあります。 実際、このようなシステムの運用中、IT部門の運用チームへの入力が1つもないということはアラームを意味します。信号は監視システムから来て、イベントログに記録されます。 スイッチングが回路ソリューションによって提供され、プロセスが停止しなかったことは問題ではありません。ITにとっては、パワーエンジニアが入力の1つを提供せず、内部調査を開始したというレポートを書く機会です。



そのため、信頼性の高いソリューションが必要な場合、冗長UPSが2つの肩に提供されますが、2N回路は2(N + 1)に変換されると脅かされ、Tier 4に対応し、ソリューションがさらに高価になります。 中間ソリューションがあります-ブランチの1つだけが予約されている場合、N +(N + 1)。 トレードオフは、この場合、アラームの数は減りますが、それらはまったく除去されないということです。



アラームの持続時間を短縮するために、多数のクロスジョイントを入力できます。これにより、事故が発生した場合に手動、自動、また​​は半自動モードでバックアップUPSを起動できます。 しかし、伝統的に、専門家は相互に重複する接続に注意しています。そのようなシステムを運用する場合、過失によるエラーの可能性が高いためです。 これも戦うことができますが、一般に、すべてのトリックはスキームを複雑にするだけであり、最終的に全体的な信頼性レベルを低下させます。



ユーリコピロフ -イートンテクニカルディレクター

現在、データセンターは緊急の課題に直面しています-クラウドコンピューティング環境の仮想化サーバーの電源バックアップ。 製造業者によっては、この問題はUPSおよび対応するソフトウェアと監視システムによって既に解決されており、入力の電力が完全になくなるまで待たずに、重要なアプリケーションを別のゾーンで動作している他の仮想サーバーに転送できます。 このようなソリューションはすでにEatonによって提案されています。UPSと仮想化システムは、最も重要なアプリケーションを物理ITインフラストラクチャのパワーに問題のない仮想サーバーに移動する方法をすでに学習しています。



それぞれのUPSが単一の200 kVAデバイスではなく(例のように)、それ自体がパラレルモードで動作するインテリジェントモジュールで構成されている場合、最新の「モジュラー」UPSが考慮された回路のいずれかで使用される場合、興味深いソリューションを得ることができます。 それらは、UPS自体の内部冗長性と一部の冗長性を提供して信頼性を高めるだけでなく、並列システムの他のUPSと連携して、作業モジュール間で総負荷を自動的に再配分する特定の「マトリックス構造」を形成します。



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