数据中心配電系統的选择及控制

1 數據中心配電系統架構及等級分類
典型的數據中心供電系統由中壓配電、變壓器、低壓配電、不間斷電源、末端配電以及發電機組等設備組成，其中UPS的主要作用是在市電電源中斷、發電機啓動之前，確保所帶負載的持續供電。

2  數據中心對發電機組的要求
數據中心持續功率（DCC）在柴油發電機組行業內的應用持續增長。
DCC應用作爲數據處理中心（DPCs）電源的一種可替代電源，它的特性使它能滿足數據中心設施對可靠性和可用性的需求。
Uptime Institute規定應急電源需滿足TierⅠ或TierⅡ，替代電源需滿足Tier Ⅲ或Tier Ⅳ要求。
要被認爲是可替代電源，並滿足Uptime Institute Tier Ⅲ和Tier Ⅳ的要求，則該發電機組必須在主電源發生故障時能提供持續電力。
這意味着發電機組容量能在要求的負荷水平下提供持續電力而不受時間限制。
可以從以下幾個方面來選擇最適合
數據中心項目的發電機組：
（1）主電網的可靠性、數據中心所存數據的敏感度
如果主電網足夠可靠，或數據中心處理的數據敏感性要求較低，或不嚴格要求數據的實時可讀取性，那麼數據中心設施的有效性百分比將降低，它們會被歸類爲Uptime Institute Tier I或Tier II.這時會根據發電機組的備用功率來選擇發電機組作爲備用電源，以減少安裝費用。
（2）發動機及發電機的選擇
作爲電力供應的動力源，發動機的重要性不言而喻；
不但要考慮通用的環境因素（溫度、海拔）、啓動冗餘（雙啓動馬達、雙啓動蓄電池，或氣動、彈簧啓動）、通風散熱、發動機水加熱等；
還要結合數據中心的要求來選擇發動機及發電機。
發電機組行業主要的發動機製造商新發布了一個新的功率定義——數據中心持續功率（DCC）。
發動機生產商用DCC定義來保證發動機運行不受時間和平均功率百分比限制。
發電機組的連續負載能力、可靠性、突加載能力是最核心的要求。
（3）智能冗餘控制系統
控制系統作爲發電機組運行的大腦，肩負着自動開關機、同步並聯帶載、負載分配（有功、無功功率均分）、功率管理、保護、數據傳輸等功能。
所以控制系統要做到充分可靠及冗餘控制（控制冗餘、通訊冗餘）。
3 發電機組冗餘控制及案例分析
冗餘控制器是一種熱備份的應用，防止系統崩潰導致機組不能正常運行，在實際應用中當用主控制器出現故障時備份控制器可以無縫接替主用控制器的當前工作狀態，確保系統高可靠運行。
冗餘控制的重點在輸出信號、輸入信號以及參數設定；
冗餘系統中的主、備用控制器通過CAN總線通訊；
備用控制器通過CAN總線週期性的向主用控制器發送信息，以評估主用控制器的狀態。
當主用控制器出現問題時，備用控制器會通過二進制輸出點來控制外接繼電器，瞬間將主用控制器的輸出信號切換到備用控制器的輸出口上，主用控制器故障到備用控制器投入時間最多200ms.
4 結束語
數據中心處理的數據越敏感，就越需要可靠的電力設施爲設備提供持續電力。
由於發電機組是構成這類設施的一個基礎部分，所以在選擇數據中心發電機組時要依據Uptime Institute制定的標準來選擇，依據備用功率來設計容量大小時，需滿足Tier I和Tier II要求；
滿足Tier III和Tier IV的要求，發電機組則必須依據它的DCC功率來選擇容量。
同時發電機組智能控制系統需具有熱備份、冗餘控制功能，確保供電系統的可靠性、穩定性。