Quando si parla di sistemi di alimentazione distribuita, alcuni professionisti dei data center devono essere "familiari e non familiari". Questo articolo propone i seguenti 4 punti di analisi e riflessione sul DPS e sulla sua applicazione innovativa in centri dati .

1. DPS e UPS/HVDC tradizionali sono tecnicamente collegati
Innanzitutto, è necessario chiarire una cosa: secondo gli standard di settore DPS e le specifiche di progettazione dei data center, il DPS è un tipo di gruppo di continuità (UPS). La sua particolarità risiede nella batteria standard, ed è un UPS che fornisce alimentazione ininterrotta alle apparecchiature di rete standard.
In secondo luogo, per DPS, la sua essenza è un sistema UPS con batterie al litio basato su un design completamente modulare. L'UPS e le batterie al litio sono progettati in modo unificato. Entrambi supportano la sostituzione a caldo e dispongono di meccanismi interni di comunicazione e collegamento di protezione in tempo reale, che garantiscono la massima sicurezza.
Inoltre, riprendendo la tradizionale classificazione UPS/HVDC, il DPS è anche suddiviso in tipo CA online, tipo CA di backup, tipo CC (tipo CC ad alta tensione, uscita 240 V CC o 336 V CC) e tipo ibrido CA-CC. Tuttavia, poiché è definito come alimentatore per apparecchiature di rete distribuite in armadi di rete, l'uscita è generalmente monofase 220 V CA (tipo CA) o 240 V CC (tipo CC ad alta tensione), solitamente con una potenza nominale di 3-12 kVA. Generalmente, fornisce alimentazione a un singolo armadio IT o a due armadi IT adiacenti, la potenza del sistema è ridotta ed è installato in un rack.

2. Rispetto al tradizionale UPS montato su rack, il DPS ha il vantaggio di essere un ritardatario
Rispetto al tradizionale UPS montato su rack supportando la soluzione delle batterie al piombo, DPS ha preso in seria considerazione la difficoltà di sostituzione e manutenzione delle apparecchiature, la complessità del monitoraggio del funzionamento e della manutenzione e altre carenze della soluzione tradizionale fin dall'inizio della sua progettazione e nascita, e ha il vantaggio di essere un ritardatario.

Innanzitutto, il DPS adotta un design completamente modulare. Sia il modulo batteria al litio che il modulo di alimentazione supportano la sostituzione a caldo online e i tempi di manutenzione e sostituzione dell'apparecchiatura sono inferiori a 5 minuti, il che lo rende semplice e facile da utilizzare.
In secondo luogo, la durata della batteria al litio è di 10 anni o più, mentre il peso e lo spazio di installazione richiesto sono ridotti di oltre il 60% rispetto alla tradizionale soluzione al piombo-acido; non è necessario sostituire la batteria ogni 3-5 anni e l'installazione e l'implementazione sono semplici.
Infine, tramite il software di monitoraggio centralizzato DPS, gli utenti possono effettuare un monitoraggio e una gestione centralizzati e unificati dei dispositivi DPS (inclusi UPS e batterie al litio) distribuiti in grandi quantità contemporaneamente.

3. DPS offre un'architettura altamente flessibile e innovazione applicativa
L'alimentazione elettrica centralizzata e decentralizzata è un concetto relativo, che risponde essenzialmente a un problema di scalabilità e granularità dell'alimentazione. A livello applicativo, le soluzioni di alimentazione centralizzata e distribuita presentano vantaggi e svantaggi.
Alcuni data center nuovi/ristrutturati affrontano i seguenti problemi e sfide durante la progettazione e la pianificazione:
1) L'implementazione complessiva del sistema di alimentazione e distribuzione dell'energia richiede un ingente investimento iniziale;
2) Il tasso di carico degli armadi IT è basso, il ciclo di scaffale è lungo, lo spazio U è sprecato e l'efficienza operativa è bassa;
3) Sono molti i tipi di clienti/attività servite, il carico fluttua notevolmente e la domanda futura è incerta;
4) La trasformazione dei vecchi data center in un centro di risparmio energetico si scontra con problemi quali la capacità di carico, lo spazio insufficiente e l'elevato consumo energetico;
Nell'architettura di distribuzione e fornitura di energia distribuita, il DPS può seguire da vicino l'evoluzione e i cambiamenti dei servizi IT perché la sua granularità è sufficientemente ridotta e può effettivamente adattarsi alla granularità degli armadi IT, agli investimenti lineari e ridurre le spese in conto capitale. Allo stesso tempo, essendo vicino al carico IT, ha un impatto minimo sul sistema di distribuzione di energia a monte e presenta un'elevata adattabilità.

3.1 L'architettura di alimentazione e distribuzione deve adattarsi all'architettura IT ibrida flessibile
Il cloud computing offre sufficiente flessibilità ai processi IT aziendali, può gestire efficacemente le fluttuazioni del business IT e migliorare l'utilizzo delle risorse IT e la disponibilità del sistema. Dal punto di vista dell'intera catena del valore aziendale del data center, i dati sono il fattore produttivo principale, l'infrastruttura IT è l'attrezzatura di produzione e il sistema di alimentazione e distribuzione del data center svolge un ruolo di supporto ausiliario. Con il continuo sviluppo della tecnologia IT, la disponibilità dei dati può essere garantita e migliorata anche attraverso la virtualizzazione, la ridondanza distribuita e la tecnologia multi-attiva remota. Pertanto, l'efficace combinazione di infrastruttura IT e infrastruttura chiave del data center può soddisfare i requisiti di elevata disponibilità dei dati nei data center di livello A anche in caso di utilizzo di un'infrastruttura chiave del data center di livello inferiore, riducendo al contempo l'infrastruttura chiave dell'intero data center. Investimento, TCO inferiore.
Attualmente, molti fornitori di servizi cloud, aziende Internet e operatori di telecomunicazioni hanno esplorato e messo in pratica architetture pertinenti. Il documento "GB50174-2017 Data Center Design Specification" ha inoltre sincronizzato e spiegato la suddivisione dei data center di livello A:
1) Per l'architettura "1 rete elettrica + 1 UPS/HVDC", ampiamente utilizzata nel settore Internet e degli operatori, è possibile classificare i dati come dati di livello A se soddisfano i requisiti di qualità per la rete elettrica a monte e il centro di alimentazione del carico a valle.
2) Quando due o più data center situati in regioni diverse vengono costruiti contemporaneamente, come backup l'uno dell'altro, e i dati vengono trasmessi in tempo reale, e l'azienda soddisfa i requisiti di continuità, l'infrastruttura del data center può essere configurata in base al sistema fault-tolerant, oppure in base al sistema ridondante. Altre configurazioni di sistema.
3) Quando si installa un data center per il disaster recovery nella stessa città o in un luogo diverso, il data center per il disaster recovery dovrebbe essere allo stesso livello del data center primario. Quando i dati nel data center per il disaster recovery e nel data center primario vengono sottoposti a backup in tempo reale e l'azienda soddisfa i requisiti di continuità, il livello del data center per il disaster recovery può essere uguale a quello del data center primario, oppure inferiore.
Nel settore finanziario che richiede un'usabilità estremamente elevata, la Banca Popolare Cinese ha pubblicato il "Piano di sviluppo Fintech (2022-2025)" il 31 dicembre 2021 e ha proposto chiaramente la collaborazione efficiente tra "cloud, gestione, edge e terminale" per allentare la pressione del cloud, rispondere rapidamente alle esigenze degli utenti; adottare attivamente la tecnologia di ridondanza multi-attiva per creare un sistema di disaster recovery multilivello altamente affidabile; istituire un data center ecologico ad alta disponibilità.

3.2 DPS ha 2N, geni di architettura a doppio bus asimmetrico, DR, RR

L'architettura 2N presenta caratteristiche di elevata affidabilità e disponibilità, ma a causa della sua configurazione fault-tolerant, presenta anche problematiche applicative, come il basso tasso di carico del sistema, la bassa efficienza operativa e gli elevati costi di investimento e operativi. Per bilanciare meglio la disponibilità del sistema e il TCO, a livello di alimentazione e distribuzione, è stato adottato un doppio bus asimmetrico composto da "1 rete + 1 UPS/HVDC", ridondanza distribuita (DR) e ridondanza di backup (RR). L'architettura sta gradualmente tornando alla ribalta e viene messa in pratica. Dal punto di vista del sistema complessivo del data center, vengono utilizzati diversi livelli di alimentazione e distribuzione per formare una combinazione architettonica per ogni fase di alimentazione e distribuzione, dalla media tensione al front-end del carico IT, in modo da realizzare l'ottimizzazione completa della disponibilità e dei costi del sistema.

3.3 Cluster di data center modulari a singolo cabinet di "Classe A"

La cloudificazione dell'IT ha anche stimolato la riflessione del settore sulla cloudificazione dell'alimentazione e della distribuzione. Rispetto ai tradizionali alimentatori centralizzati, l'alimentatore distribuito DPS offre il vantaggio di una granularità ridotta, di una prossimità al carico IT e di un'alimentazione per uno o due cabinet IT adiacenti. La gestione e la regolazione possono essere più raffinate. Collegando in parallelo le uscite DC ad alta tensione del DPS, distribuite in ciascun cabinet IT, si forma un pool di energia DC o una microrete DC. Basandosi sulla strategia di virtualizzazione dell'energia, è possibile rispondere in modo flessibile ai requisiti del carico di lavoro e alle fluttuazioni dei diversi cabinet IT, migliorando l'utilizzo dell'energia e garantendone al contempo la disponibilità.
Per gli armadi IT che integrano tecnologie di prodotti distribuiti come piccole sbarre collettrici, DPS e condizionatori d'aria backplane, possono essere in una certa misura considerati come un "data center modulare a singolo armadio" indipendente, oppure possono formare un "cluster di data center modulare a singolo armadio". Basandosi sulla tecnologia IT, la trasmissione in tempo reale dei dati aziendali tra diversi armadi IT, micromoduli e sale computer, garantendo al contempo la continuità operativa e l'integrità dei dati, realizza il backup reciproco a livello di data center e migliora la disponibilità del sistema. In combinazione con la definizione dello standard nazionale GB50174-2017 sull'architettura dei data center di livello A e l'esplorazione e la pratica dei fornitori di servizi cloud e della banca centrale sulle architetture ridondanti multiattive, i data center multiattivi che utilizzano architetture di alimentazione di basso livello possono anche avere una disponibilità dei dati di livello A, soddisfacendo al contempo gli obiettivi di sviluppo green e a basse emissioni di carbonio del data center.
In sintesi, il sistema di alimentazione distribuita (DPS) ha il vantaggio di essere un'evoluzione della soluzione UPS tradizionale; la sua tecnologia è avanzata e rappresenta un punto di riferimento per l'efficienza dei sistemi di alimentazione e distribuzione e per l'efficienza dei sistemi ausiliari; allo stesso tempo, la struttura è estremamente flessibile. Il metodo di cablaggio consente di realizzare in modo flessibile architetture 2N, T3, DR e RR, con dimensioni ridotte e grande capacità energetica, soddisfacendo le esigenze di diversi scenari ad alta disponibilità.

Inoltre, In quanto componente fondamentale dell'infrastruttura chiave del data center, il DPS è in linea con l'attuale trend di sviluppo della tecnologia di cloud computing su Internet e della costruzione di data center modulari. È più flessibile e orientato all'IT, ed è particolarmente adatto per nodi di edge computing e data center modulari a singolo cabinet. Cluster (come il retail colo), piccola granularità, scenari di costruzione a fasi, come la ristrutturazione a risparmio energetico di vecchie sale computer.