王其英:概述数据中心供电系统的发展

首页

2018-11-10

  早期的计算机房与,UPS是为保护数据而问世的,早期及分类,当今供电系统的分类,云计算及数据供电系统的特点,目前供电系统中的两个误区。

早期的计算机跟现在不一样,早期的计算机控制台就是现在的键盘,那个控制台就像咱们两个桌子这么大,储存器一个规则,转换器就是接口,运算是叫运控,每个个都是大柜上,咱们国家最早的是在国际上第一台半导体计算机,运算速度是10万次,所以说占机房大概将近200平米,那时候是大的得了,所以说供电系统就从那个时候产生了,那台计算机是1963年问世的,所以说到现在已经50年了。     供电系统并不是逐渐起来的,而是一开始就有的,这个时候供电的电源和计算机同机房的,必须在一个机房里面,因为那个时候的配电,正负5V、正负24V都是单个供的,但是在那个时候的乱跟现在可不一样,那时候要向计算机输一个题目不像现在简单,那时候进不去的,那个时候怎么办?把你的题目变成6161最基本的输入,变成那个以后在8位的词代上穿孔,穿孔两天有一个错了,那就要补费很大劲,就跟放映带似的,同机器里光电输,光输入一个题目的过程就用的可想而知,但是那个时候运算速度慢,那是进口的计算机运算速度5万次,现在是多少亿次,就高也高不过十万次,慢慢的运算运算运算事件出故障了,只要一断计算机里一片空白什么都没有,还要用广电机再往里面输这个时候损失就最大了,于是计算机就向电源提出了一个要求,如果电源出故障,出故障的那一瞬间给我一个信号,电源再能维持5秒钟的供电时间就可以把运算的现场保存存储器里面,于是就出现了第一代UPS。

  第一代UPS是咱们国家从英国买的,给1900计算机配了一台20千伏安的UPS,那个时候不懂,就是一个20千瓦的发电机带着5吨重的大飞轮,机器启动的时候一分多钟才能达到1500兆,这么一来当试点停电的时候,就凭借飞轮的惯性延迟5秒钟解决问题了。 所以UPS一出现就是为了保护数据,UPS和计算机就是孪生兄弟。 但是这效率太低了,只有5秒钟,所以说以后就出现了市电蒸馏,蒸馏以后给电池存电,由电动机带动发电机,这样就可以延长时间了这个方案就用在了国家发射第一颗中级导弹的测量船上。

这在那个时候是最先进的了。

  到了后来,在60年代的后期,蒸馏机可以做了,就出现了第二代UPS。 一开始是4个变压器,现在变成了一个。 什么是4个变压器?那是1972年尼克松访送给我们的,一台35千伏安,一台50千伏安,放在了沙河的维修地面站。

咱们的刘秀荣老师就维护过那两台机器,那个机器就4个台阶,所以说4个变压器。 不管怎么说,这时候我们就有了可以静止变换的UPS了,于是就开始咱们的第二代。

在电源学会的历史上,蔡雪珊老师(清华大学的教授),给它起个名字叫旋转发电机式UPS。

这种UPS一直延用到现在,供电电源与计算机开始分级运行,但UPS的噪声非常大,噪声达到了80多分贝。

  尽管如此,两种UPS的出现提高了供电系统的质量,实现了不间断供电,但是到后来,这个时间不够用,于是就提出了长延时。

  第一代长延时出现在北京海淀区五道口工行分理处,那个时候的用电不足,海淀区要停电,正好五道口卖冰箱,但海淀区周四停电了,买冰箱的因为停电在银行取不出钱来,到第二天再去买时冰箱已经涨了100块钱,就产生了矛盾,于是工行提出来做出了第一台延时8小时的UPS。

  UPS出现为供电系统的完整完善了条件,但是供电的可靠性受到了影响,然后就出现了串联,因为ATS的声音太大,在此后又出现了STS代替ATS。

但是STS的出现也带来了负面的影响。

  不管怎么说,通过慢慢的发展,供电分成了4个等级。 G1是单机供电,G2就是双机供电,但是双机供电又出现了新问题;到了后来出现双电源的服务器时,又出现了G3供电方式,采用一路用市电一路用UPS;再后来就到了G4供电方式。

G4是咱们国家的A级标准,这是两种独用的,供电的规模加大了,所以说从现在开始又开始计算机和电源分开运行的方式。

  云计算和大数据供电系统的可靠性、可用性要求较高,是必须采用G4的供电方式。 这样用的容量太大了,节能的需求来了节能是硬指标。 供电系统作为整个信息中心的一部分,在配电方面也是容易容错,在满足要求的前提下,系统越简单越好的,系统复杂了PUE说什么也达不到,构成系统后必须要严格验收,最好是第三方验收。 比如说提供的STS它自己的指标切换时间是4到6毫秒,我们验收的时候200毫秒,它的性能能达到,并不是装上性能就不行了,是它没调试好。 到后来我们提出来,必须让它调试,前后断断续续用了两年的时间。

  机房是越来越多,现在管理起来也相当困难了。

这是咱们国家的一个数据中心,据说是有20万台以上的服务器在工作,这样咱们的供电就不一样了,需要采用双电源供电,而且是含有发电机来备份(发电机并联使用),制冷系统也是非常的庞大。   但是双电源供电并不意味着一切都好,你得到一些什么东西必须失去一些什么东西,比如说100千伏,我有3台60千伏万供电2+1,每个供电功率是1/3,也就30多千伏,如果双电源一供,每个输出1/6,16千伏万能涨百分之多少?规模上去了,效率低了,可靠性低了。 在用STS时,如果到了非用不可的情况下,建议用小型的不要用大功率的,一坏就坏一片。   现在节能的也出现了节能新方式,就是把原来的ECO供电方式,加上电以后,到电压为零的情况下就使用旁路供电。

因为UPS关掉会受到影响,现在的供电方式不关掉,这么一来即使干扰来了以后也不怕了。 这为以后的节能打下了坚实的基础。

实际上两路都可以,台湾300多台UPS都是这么工作的,为了提高UPS的可靠性也做了配置,每一个机柜不是从一路电来的,都有两路电,互相交叉。

  有人认为UPS变压器靠干扰,在做数据中心的时候,如果不放变压器心里一点不踏实。

上海的一个信息中心为了人生安全,一开始放了变压器,但开机开不起来。 火线和零线如果电流一样的话,在这个变压器的刺激干扰下是没有电压的,当一加电的时候,干扰就会分两路,开机开不起来。 新加坡的一个设计,加了一个隔离变压器,加了以后截地,照样挨电,认为变压器抗干扰。 所以说现在有些原来的列头柜一看都是一个开关,现在加上了电压器后,原来柜子30多公斤,现在一吨多。

张广明老师说变压器肯定不抗干扰,认为变压器抗干扰是误解。

所以放上变压器多了两个故障点,是一个小事情,现在不行了,多了一个输入开关又多了变压器,多了1G的损耗。

  对UPS的认识,还存在不少的误区,在此就不一一述说了。

  责任编辑:Mary。