Директор-Инфо №31'2003
Директор-Инфо №31'2003
Поиск в архиве изданий
Разделы
О нас
Свежий номер
Наша аудитория
Реклама в журнале
Архив
Предложить тему
Рубрикатор








 

Как сэкономить на защите электропитания

Сергей Пахомов

Построение надежной системы электропитания, обеспечивающей необходимый уровень безопасности, и в то же время экономия инвестиций — казалось бы, несовместимые понятия. Но корпорация АРС сумела решить эту задачу в новом продукте InfraStruXure.

В теории

C проблемой некачественного электроснабжения сталкиваются как обычные, так и корпоративные пользователи. Однако и у тех, и у других подход к защите оборудования принципиально различается.

Все пользователи компьютеров традиционно применяют источники бесперебойного питания (ИБП), или в соответствии с английской аббревиатурой UPS. ИБП обеспечивают бесперебойное питание подключаемого к ним оборудования даже в том случае, если исчезает напряжение в электросети. Продолжительность работы UPS в аварийном режиме зависит от емкости аккумуляторной батареи и потребляемой нагрузкой мощности — чем она больше, тем меньше продолжительность работы.

Но, кроме внезапного пропадания напряжения, в сети существуют различного рода помехи, которые также негативно влияют на работу электрооборудования. C ними вполне успешно справляются сетевые фильтры и стабилизаторы напряжения. И было бы логично добавить их возможности к потенциалу источников бесперебойного питания. Такая комбинация позволит гарантировать действительно качественное электропитание, что и реализовано в современных КБП.

Для корпоративных сетей используют принципиально другие подходы. Развертывание комплексов технологического оборудования, в том числе и компьютерных центров, ставит перед руководством компаний и инженерно-эксплуатационными службами нелегкую задачу выбора решения, обеспечивающего требуемый запас надежности и мощности.

Еще на стадии проектирования закладываются такие характеристики, как проектная мощность, установленная мощность, планируется ожидаемая нагрузка.

Проектная мощность — максимальная нагрузка для объекта в целом. Для ее обеспечения все электрооборудование может устанавливаться сразу.

Установленная мощность — максимальная нагрузка электропитания на объекте. Естественно, что установленная мощность не может превышать проектной мощности.

Ожидаемая нагрузка — потребляемая мощность. Она, как правило, изменяется с течением времени. Это связано с постепенным вводом в эксплуатацию оборудования.

При традиционном подходе к проектированию информационных центров установленная мощность оборудования электропитания со временем не меняется и лишь немногим меньше (или равна) проектной мощности. Иными словами, система с самого начала строится с ориентацией на некий конечный набор характеристик. Все требуемые ИБП устанавливаются на начальном этапе. И это несмотря на то, что ожидаемая нагрузка лишь через некоторое время будет соответствовать установленной мощности, т.е. в систему с самого начала закладывают определенную долю избыточности. Это может быть плановая избыточность или избыточность, возникающая в результате ошибок.

Плановая избыточность появляется из-за того, что объекты (вычислительные центры) проектируются в расчете на максимально возможную в будущем мощность потребления электроэнергии. Значения проектной и установленной мощности берутся с некоторым превышением показателей конечной ожидаемой нагрузки. Зачастую еще на стадии планирования закладывается использование подсистемы питания не в полную силу исходя из соображения, что при этом повышается надежность работы всей системы.

Избыточность, возникающая в результате ошибок, приводит к тому, что ожидаемая нагрузка оказывается выше фактической. Это своего рода перестраховка, которая, впрочем, позволяет избежать в дальнейшем непредвиденных капиталовложений: наращивание ресурсов посреди жизненного цикла обходится чрезвычайно дорого.

Для того чтобы оценить реальные масштабы проблемы избыточности, компания APC (American Power Conversion) — мировой лидер по производству источников бесперебойного питания — обследовала целый ряд реальных объектов. Выяснилось, что за время жизненного цикла информационного центра значение ожидаемой нагрузки возрастает на 30%. Фактическая нагрузка на момент ввода в эксплуатацию составляет, как правило, около 30% от ожидаемой, а конечная фактическая нагрузка — около 30% от установленной мощности (рис. 1). Значит, типичный информационный центр проектируется с троекратным избытком инфраструктурных ресурсов, а на момент сдачи центра в эксплуатацию этот избыток близок к десятикратному.

В совокупности излишние расходы на протяжении всего срока эксплуатации информационного центра составляют в среднем около 70% стоимости инфраструктуры электропитания.

Избыток инфраструктурных ресурсов, неизбежный при традиционном проектировании информационных центров, порождает и излишние капиталовложения. Многим компаниям такие затраты стоят упущенных новых проектов и инвестиций, что значительно дороже прямых потерь.

Проблемы избыточности решаются, если установленную мощность не жестко закладывают на стадии проектирования, а определяют в зависимости от текущих потребностей. В самом деле, почему инфраструктура электропитания должна выстраиваться сразу целиком (с запасом на будущее), вместо того чтобы наращиваться по мере увеличения нагрузки? Во многих случаях инфраструктуры строят по принципу многоэтапности, с расчетом на постепенное возрастание нагрузки. Например, часто пошагово развертывают оборудование электропитания, распределяют по времени установку резервных модулей ИБП. Кроме того, в несколько этапов осуществляют монтажные работы по прокладке ответвлений внутренней электросети. Все эти приемы позволяют экономить общие затраты. Однако в большинстве случаев отложенная установка дополнительного оборудования обходится дороже его монтирования на начальном этапе. Поэтому при планировании центров предпочитают устанавливать все сразу.

Для того чтобы инфраструктура могла наращиваться по мере увеличения нагрузки, т.е. быть действительно адаптивной, ее необходимо изначально спроектировать с учетом адаптивной технологии. Как минимум, при разработке такой инфраструктуры следует соблюсти следующие обязательные требования:

  • инфраструктура электропитания строится по модульной архитектуре, т.е. состоит из готовых модулей, в которых заранее предусмотрены все возможные варианты применения;
  • модули проходят через стандартные дверные проемы и подсоединяются к системе без отключения электропитания;
  • установка дополнительных модулей исключает какую-либо специальную подготовку помещений;
  • система рассчитана на выбор конфигураций как с резервированием, так и без него;
  • процесс инсталляции исключает монтажные работы по прокладке кабелей, сверлению стен и перекрытий.

Кроме того, при разработке такой адаптивной инфраструктуры необходимо учитывать, что ее стоимость и расходы на эксплуатацию не должны существенно превышать стоимость и расходы на эксплуатацию аналогичной централизованной системы. Иначе идея уменьшения избыточности инфраструктурных ресурсов в целях экономии капиталовложений будет сведена на нет.

При развертывании адаптивной инфраструктуры избыток мощности существенно сокращается по сравнению с традиционной архитектурой (рис. 2). Характерно, что установленная мощность со временем наращивается в соответствии с увеличением фактической нагрузки, оставаясь при этом даже меньше ожидаемой нагрузки, что позволяет избежать ошибок планирования.

На практике

Идею создания модульных систем защиты электропитания, лежащую в основе адаптивной технологии, нельзя назвать новой. Такие модульные системы разрабатывают уже давно. Однако в полной мере реализовать адаптивную систему защиты электропитания на сегодняшний день удалось лишь компании APC. Эта система, или, точнее, инфраструктура электропитания, получила название InfraStruXure. В рамках InfraStruXure более 70% ресурсов электропитания может устанавливаться постепенно, в соответствии с ростом потребностей. На практике единственной частью под-системы питания, действительно требующей заблаговременного развертывания в максимальном объеме, является входное коммутационное оборудование и главные распределительные щиты, параметры которых должны соответствовать конечному расчетному значению полной мощности. Сами же источники бесперебойного питания, батарейные модули, блоки и проводка распределения питания развертываются в соответствии с изменением фактической нагрузки.

Использование системы InfraStruXure позволяет не только реально экономить капиталовложения, но и создавать надежные решения, практически неограниченные по мощности. И если бы они использовались в США в момент глобального отключения электропитания, то многих проблем удалось бы избежать.

 

 

 

 

 

 

 

1

1 . Возврат

2 . Возврат

3 . Возврат

4 . Возврат

5 . Возврат