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后备发电系统

Backup Power?System

随着时代的不断发展,信息化程度越来越高,对电力的依赖也越来越强。数据机房一旦断电,将直接导致机房停机和业务的中断。传统用户以电池作为数据机房的主要备用电源,但相比陪伴后备柴油发电机系统,以电池为主要后备电源的方案存在着很多弊端:

电池造价昂贵,寿命短。一台后备时间为30分钟的UPS,其电池造价与主机造价相当。如果将电池后备时间延长至2小时甚至数小时,则整体造价将翻上好几翻。与此同时,普通阀控铅酸蓄电池的设计寿命一般为5年或10年,而实际使用寿命比设计寿命要短。以大量蓄电池作为备用电源的解决方案,不仅导致前期工程造价飙升,还将导致未来设备更换频率高,反复投资费用多。而油机的设计寿命一般为25-30年,在运维良好的条件下,一台油机保障15年使用寿命难度不大。

电池后备时间有限。由于受投资预算限制,电池的后备时间极限一般不超过4个小时,但在某些地区的特定季节,由于电网或建筑自身原因,可能会发生长时间停电事件,停电时间可能是12小时-72小时不等。一旦电池放电结束而又无法得到电能补充,则数据机房将无法避免停机事故。若采用后备柴油发电机,其日用油箱备油可保障其满载6-8小时运行,如果及时补油或配备油罐,则可保障更长的发电时间直到市电恢复。

电池对建筑空间及承重要求高。由于长后备时间的电池自身重量非常重,对建筑承重要求较高,按照《电子信息系统机房设计规范GB50174-2008》,电池室的活荷载标准值为1600公斤/平米,大部分的建筑都无法满足这个要求,需要进行二次加固或另行新建。而如果后备时间延长,则将需要大面积的室内空间安装电池柜,增加场地租用或购置经费。后备柴油发电机可配置户外静音箱,无需占用室内空间,可安装在建筑物附近地表或建筑物顶部,也可以安装在室内,具有较大的灵活性。

电池无法保障市电中断后的机房室温。在以电池作为主要后备电源的方案中,由于预算经费的原因,一般都没有为空调设备配置后备电源(UPS/EPS)。所以对这些数据机房而言,当市电供应中断时,虽然IT设备仍然可以在UPS及电池的保护下继续运行,但此时空调设备却全部停机。这时,即使IT设备可以继续运行,但由于空调设备无法继续将机房内的热量移除,将导致机房内室温持续性上升。服务器一般在周边温度达到70摄氏度时就会保护性自动停机,如果每台机柜的平均功率为3kW,一旦空调停机,机房内只需要8分钟便会达到70摄氏度,而如果每台机柜的平均功率上升到10kW,则机房室温达到70摄氏度的时间仅为2分钟。因此,一味给IT设备增加电池后备时间是不科学的做法,最终将导致投资的电池没有用武之地。

综上所述,如果在市电条件不佳的地区建设数据机房,或当机房对不断电要求比较高的情况下,比较科学合理的设计应该是给机房所有的重要机电设备(含空调)配置一套完整的后备发电系统,而IT设备的UPS配置电池的时间只需控制在15分钟左右,以保障在备用电源切换的过程中不断电即可。

目前作为机房的长时后备电源中,最常见的就是后备柴油发电机系统。如果机房规模较大,或电力传输距离较长的情况下,还可以考虑选用高压(中压)后备柴油发电机系统。

后备柴油发电系统