如何提高数据中心电力系统的适应性和可靠性

近日在英国举办的年度大会上，一家数据中心行业媒体推出了一种新理念，旨在使电力系统更可靠、更具适应性，同时使得数据中心能切实利用电力容量，不然它们会被浪费掉。采用适应性冗余电力(ARp)技术创建控制平台，可以根据对数据中心实际需求进行实时评估，可以采取和制定有关路由电气的决策。

i3 Solutions公司常务董事Ansett对这个理念进行了阐述。他说，“很多数据中心的电力系统已不适应数据中心设施的技术发展。设施每个部分都是灵活的，并利用软件实时适应新变化，但电力系统却是静态的、不灵活的。”

他指出，目前很多业界人士已经认识到了这一点。数据中心运营商可以挖掘现有的电力系统的潜力，以便更灵活地提供电力。

他说，“电力系统的运营成本非常昂贵，每兆瓦的电力成本约为500万美元，通常占数据中心总成本的60%。而且无论使用何种拓扑结构，它们都是静态的，并且规模非常庞大。一旦安装部署很难有所改变。”

数据中心设施的电力系统通常使用2N冗余(IT系统的大电源需求的两倍)，或更低的冗余级别(例如“N+1”冗余)，并且一直采用，不能灵活配置。

相比之下，数据中心中的IT资源可以整合后以最有效的方式运行，并可以作为计算、存储甚至网络资源的虚拟化处理池。他说，“但所有这些应用都依赖于固定的电气平台，而用户在采用分布式冗余、模块冗余或2N冗余等方面做出了选择，很难更改。”

采用适应性冗余电力(ARp)可以使电力系统的部署更加灵活，允许更改数据中心电力系统的冗余配置，因此可以在多个不同的冗余级别上提供电力，使电源系统的可靠性更好地匹配应用，并在适当的情况下提供2N、N、“N+1”的冗余电源。

Ansett表示，适应性冗余电力(ARp)还可以利用低于满载运行的UpS电力系统中，未使用的电力容量，这是静态的电力系统无法做到的。最后，可以允许数据中心在IT工作中负载级别指定的电力冗余，优先考虑它们对电力的访问权限。

AR、IR、AIR和ITLp

适应性冗余电力(ARp)有四个级别，可以使电力系统配置更加灵活。

?电力可调整冗余(AR)规定并管理IT负载的预定冗余级别。其冗余完全来自离散的专用组件。

?电力固有冗余(IR)规定并管理IT负载的预定冗余级别。其冗余完全来自未使用的电力容量。

?适应性和固有冗余(AIR)结合了以上这两个选项的优势。

?IT负载优先级(ITLp)管理离散或固有冗余电力，以确保为预定的优先级提供电力。

这个想法是基于这样一个事实，即现代数据中心的UpS电力系统是高度网络化的，但大多数没有在智能管理技术的情况下运行。每个IT负载都采用多个UpS电源，以便在发生故障时，及时切换电源。

这种配置比较安全，但并不灵活，需要非常繁杂的人工设置。由于大多数UpS电源效率约为30%-40%，因此通常可以将负载切换到另一台正常运行的UpS。但是，许多经历过IT宕机，或业务中断的工作人员往往会遇到超出负载容量的情况。这也意味着用户需要支付更高的费用，无论他们实际上是否能保持这种使用水平。在一切都转向按需付费模式的时代，这种方式是站不住脚的。

适应性冗余电力(ARp)实现了电力容量的受控切换，以支持预定的冗余配置，并同时在同一电力系统内提供多个冗余配置。

适应性冗余电力(ARp)还可以实现IT负载选择优先级：当多个电力系统组件同时不可用时，它会将电力转移到具有优先级的负载层次结构。

基于这样的思想，数据中心电力基础设施中的切换设备可以更加智能。它可以应用于基于静态转换开关的广泛采用的架构，也更加通用，这几乎适用于任何具有集成或上游UpS系统的电力基础设施。

适应性冗余电力(ARp)使电力系统在大多数时间自动运行，在出现问题时采取措施切换，并使其以智能方式运行，而不是当前使用的预定模式。

这是可以实现的，因为IT系统由具有一定备用时间的电力设施供电。即使电力已经中断，其响应时间也有足够的引入软件控制来决定采取什么行动。然后采用静态转换开关(STS)等设备执行该决定，采用智能设备可以更好地切换。数据中心故障通常归咎于静态转换开关(STS)的动作，但实际上罪魁祸首几乎总是非智能设置。Ansett表示，静态转换开关(STS)的快速切换设计非常出色。

直到2008年左右，数据中心的虚拟化只专注于服务器和存储设备，如果实现虚拟化，都可以集中使用这些设备。这样做意味着现在可以充分利用以前浪费的资源。

网络仍然没有实现虚拟化，因为无法在软件中分享和重新配置一些关于物理连接的东西。事实证明，网络将受益于将路由决策分离到单独的控制平台中，这种控制平台可以实现网络应用和负载平衡等功能。

适应性冗余电力(ARp)在电力网络方面也做了类似的工作，根据对数据中心实际需求的实时评估，创建一个控制平台，可以采取和制定有关路由电气的决策。

Ansett说，“也许我们可以将其视为电网的SDN。”

即使IT负载也可以作为此决策的一部分，因此为每个负载提供的电力都是基于其实际的关键性。例如，企业的帐户程序可以路由到不同的UpS不断电系统，具有更高的可靠性。这些设备都是高度网络化的设备。

电力网络已被视为一种完全的硬件绑定。其实没有必要这样做，因为采用软件控制的方法将使电力系统更加可靠，同时利用当前被浪费的电力容量，可以达到精确定制的可靠水平。

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