UPS能夠在應急突發(fā)情況下，將建筑物的電力源分配到數(shù)據(jù)中心的關鍵負載。在每一個數(shù)據(jù)中心的供電保障系統(tǒng)中，UPS都扮演了不可或缺的角色。那么數(shù)據(jù)中心的冗余意味著什么呢？常見的冗余方式又有哪些呢？小編給大家詳細總結了如下幾個方面。

一． 數(shù)據(jù)中心容量“N”

1.數(shù)據(jù)中心的冗余

長期以來，許多設計工程師試圖創(chuàng)建完美的UPS解決方案，以支持關鍵負載。設計的工程師及制造商對于冗余系統(tǒng)有多種名字，例如并聯(lián)冗余、隔離冗余、分布式冗余、熱連接、熱同步、多并聯(lián)母線、系統(tǒng)加系統(tǒng)、捕集系統(tǒng)和隔離并聯(lián)等。這些術語的問題在于，它們對不同的人有不同的含義，可以用不同的方式解釋，但這些設計的名稱往往不一定能表明它們在可用性范圍內的位置。目前市場上的UPS冗余方式最常用的有四種，包括:

1) 隔離冗余；

2) 并行冗余；

3) 分布式冗余；

4) 雙系統(tǒng)冗余。

下文，我們將會逐一介紹這四種冗余系統(tǒng)。

2.容量“N”的定義

容量“N”系統(tǒng)由單個UPS模塊或一組容量與臨界負荷匹配的模塊并聯(lián)組成。單一系統(tǒng)是目前UPS行業(yè)中最常見的配置。

圖1：容量為“N”的數(shù)據(jù)機房供電系統(tǒng)

3.容量“N”的理解

設計容量為400kw的機房，無論配備一臺400kw的UPS、還是兩臺200kw的UPS并聯(lián)在一根公共母線上，都是N配置。N配置可以看作是為臨界負載提供保護的最低要求。大多數(shù)“N”系統(tǒng)配置，特別是100kw以下的系統(tǒng)，都是安置在建筑物中，并不特別關心建筑物中整體電氣系統(tǒng)的配置。

二． 常見的四種冗余方式

1.隔離冗余

什么是隔離冗余？隔離冗余有時被稱為“N+1”系統(tǒng)，然而，它與并行冗余配置(也稱為“N+1”)有很大的不同。隔離冗余設計概念不需要并聯(lián)總線，也不要求模塊必須具有相同的容量，甚至不需要來自同一制造商。在這種配置中，有一個主UPS模塊，通常為負載供電。“隔離”或“二級”UPS給主UPS模塊的靜態(tài)旁路供電。這種配置要求主UPS模塊有單獨的靜態(tài)旁路輸入。這是一種為之前的非冗余配置實現(xiàn)冗余的方法，而無需完全替換現(xiàn)有的UPS。

在正常運行場景下，主用UPS模塊承載全部臨界負荷，隔離模塊完全卸載。當主模塊負載轉移到靜態(tài)旁路時，隔離模塊將立即接受主模塊的全部負載。此方式必須仔細選擇隔離模塊，以確保它能夠如此迅速地承擔負載。如果無法快速承載，它本身可能會轉移到靜態(tài)旁路，從而破壞這種配置提供的額外保護。而且通常來說，這種配置帶來的可靠性收益往往被開關柜和相關控制的復雜性所抵消。

圖2：隔離冗余數(shù)據(jù)機房供電系統(tǒng)

隔離冗余的優(yōu)點：

l 靈活的產品選擇，產品可以與任何品牌或型號混合；

l 提供UPS容錯功能；

l 不需要同步；

l 對于雙UPS系統(tǒng)冗余來說，成本效益相對較高。

隔離冗余的缺點：

l 依賴主模塊靜態(tài)旁路的正確操作，從備用模塊接收電力；

l 要求兩個UPS模塊的靜態(tài)旁路必須正常工作，以提供超過逆變器能力的電流；

l 當二次UPS支持多個主UPS配置時，開關設備變得復雜和昂貴；

l 由于二次UPS負載為0%，運行成本較高，需要抽電維持運行；

l 兩個模塊系統(tǒng)(一個主要，一個次要)需要至少一個額外的斷路器，以允許在電網和其他UPS之間選擇旁路電源。這比具有公共負載總線的系統(tǒng)更復雜，進一步增加了人為錯誤的風險。

2.并行冗余

什么是并行冗余？并行冗余（同樣也稱為“N+1”配置）允許單個UPS模塊故障，而不需要將關鍵負載轉移到實用電源。這種配置是將多個相同大小的UPS模塊并聯(lián)到一個公共的輸出總線上。如果備用電量至少等于一個系統(tǒng)模塊的容量，則系統(tǒng)為N+1冗余;如果備用電源等于兩個系統(tǒng)模塊，則系統(tǒng)為N+2冗余。并聯(lián)冗余系統(tǒng)要求UPS模塊的容量和型號相同。模塊的輸出是通過外部并聯(lián)板進行同步的，或者在某些情況下，該功能嵌入UPS模塊本身。采用并聯(lián)冗余設計的UPS模塊在正常運行情況下平均分擔臨界負載。當其中一個模塊從并聯(lián)母線上被移除時(或者如果它由于內部故障而被移除)，其余的UPS模塊需要立即接受故障的UPS模塊的負載。這種能力允許任何一個模塊從總線上移除并進行修理，而不需要將臨界負載直連到電網。

圖3：并行冗余數(shù)據(jù)機房供電系統(tǒng)

并行冗余設計的優(yōu)點：

l 因為如果其中一個UPS模塊故障，可以利用額外的容量；

l 與隔離冗余相比，故障概率更低，因為斷路器更少，而且模塊一直在線(無階躍負載)；

l 可在功率需求增加時進行擴展。可以在同一個安裝中配置多個單元；

l 硬件布局概念簡單，成本效益好。

并行冗余設計的缺點

l 兩個模塊必須是相同的設計，相同的制造商，相同的評級，相同的技術和配置；

l UPS系統(tǒng)上下游仍存在單點故障；