Los sistemas de energía distribuida (DPS) pueden resultar familiares y desconocidos para algunos profesionales de centros de datos. Este documento presenta los siguientes cuatro puntos de análisis y reflexión sobre DPS y su aplicación innovadora en... centros de datos .

1. Los DPS y los UPS/HVDC tradicionales están técnicamente conectados
En primer lugar, es importante aclarar que, según los estándares de la industria DPS y las especificaciones de diseño de centros de datos, DPS es un tipo de sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). Su particularidad reside en su batería estándar, y es un SAI que proporciona alimentación ininterrumpida a equipos de red en armarios de red estándar.
En segundo lugar, para DPS, su esencia es un sistema UPS de baterías de litio con un diseño totalmente modular. El UPS y las baterías de litio están diseñados de forma unificada. Ambos admiten intercambio en caliente y cuentan con mecanismos internos de comunicación en tiempo real y conexión de protección, lo que garantiza una alta seguridad.
Además, siguiendo la clasificación tradicional de SAI/HVDC, el DPS también se divide en CA en línea, CA de respaldo, CC (CC de alto voltaje, con salida de 240 VCC o 336 VCC) y CA-CC híbrido. Sin embargo, dado que se define como fuente de alimentación para equipos de red distribuidos en armarios de red, la salida suele ser monofásica de 220 VCA (CA) o 240 VCC (CC de alto voltaje), con una potencia nominal de 3-12 kVA. Generalmente, alimenta uno o dos armarios de TI adyacentes, con un consumo de energía reducido y se instala en un rack.

2. En comparación con el SAI tradicional montado en bastidor, el DPS tiene la ventaja de ser un recién llegado.
En comparación con lo tradicional SAI montado en rack Al respaldar la solución de batería de plomo-ácido, DPS ha considerado completamente la dificultad del reemplazo y mantenimiento de equipos, la compleja supervisión de la operación y el mantenimiento y otras deficiencias de la solución tradicional al comienzo de su diseño y nacimiento, y tiene la ventaja de ser un recién llegado.

En primer lugar, el DPS adopta un diseño totalmente modular. Tanto el módulo de batería de litio como el módulo de alimentación son compatibles con el intercambio en caliente en línea, y el tiempo de mantenimiento y reemplazo del equipo es inferior a 5 minutos, lo que lo hace simple y fácil de operar.
En segundo lugar, la vida útil de la batería de litio es de hasta 10 años o más, y el peso y el espacio de instalación requerido se reducen en más del 60% en comparación con la solución tradicional de plomo-ácido; no hay necesidad de reemplazar la batería cada 3-5 años, y la instalación y el despliegue son simples.
Finalmente, a través del software de monitoreo centralizado DPS, los usuarios pueden realizar un monitoreo y administración centralizados y unificados de los dispositivos DPS (incluidos UPS y baterías de litio) implementados en grandes cantidades al mismo tiempo.

3. DPS aporta una arquitectura altamente flexible e innovación en aplicaciones
El suministro de energía centralizado y descentralizado es un concepto relativo, que se basa esencialmente en la escala y la granularidad del suministro. A nivel de aplicación, las soluciones de suministro de energía centralizado y distribuido presentan sus propias ventajas y desventajas.
Algunos centros de datos nuevos/renovados enfrentan los siguientes problemas y desafíos durante el diseño y la planificación:
1) El despliegue global del sistema de suministro y distribución de energía requiere una gran inversión inicial;
2) La tasa de carga del gabinete de TI es baja, el ciclo del estante es largo, se desperdicia espacio U y la eficiencia operativa es baja;
3) Hay muchos tipos de clientes/empresas atendidos, la carga fluctúa mucho y la demanda futura es incierta;
4) La transformación hacia el ahorro energético de los antiguos centros de datos se enfrenta a problemas como la capacidad de carga, el espacio insuficiente y el alto consumo de energía;
En la arquitectura de suministro y distribución de energía distribuida, DPS puede seguir de cerca el desarrollo y los cambios de los servicios de TI gracias a su baja granularidad, lo que le permite adaptarse a la granularidad de los gabinetes de TI, la inversión lineal y reducir el gasto de capital. Al mismo tiempo, al estar cerca de la carga de TI, tiene un impacto mínimo en el sistema de distribución de energía ascendente y una gran adaptabilidad.

3.1 La arquitectura de suministro y distribución de energía debe adaptarse a una arquitectura de TI híbrida flexible
La computación en la nube aporta suficiente flexibilidad al procesamiento empresarial de TI, puede gestionar eficazmente las fluctuaciones del negocio de TI y mejorar la utilización de los recursos de TI y la disponibilidad del sistema. Desde la perspectiva de toda la cadena de valor empresarial del centro de datos, los datos son el factor clave de producción, la infraestructura de TI es el equipo de producción y el sistema de suministro y distribución de energía del centro de datos desempeña un papel auxiliar. Con el continuo desarrollo de la tecnología de TI, la disponibilidad de los datos también se puede garantizar y mejorar mediante la tecnología de virtualización, la tecnología de redundancia distribuida y la tecnología multiactiva remota. Por lo tanto, la combinación eficaz de la infraestructura de TI y la infraestructura clave del centro de datos puede satisfacer los requisitos de alta disponibilidad de datos en centros de datos de nivel A, incluso utilizando infraestructura clave del centro de datos de bajo nivel, y al mismo tiempo reducir la inversión en infraestructura clave de todo el centro de datos y el TCO.
Actualmente, numerosos proveedores de servicios en la nube, empresas de internet y operadores de telecomunicaciones han explorado y puesto en práctica arquitecturas relevantes. La especificación de diseño de centros de datos GB50174-2017 también sincronizó y explicó la división de los centros de datos de nivel A:
1) Para la arquitectura "1 red + 1 UPS/HVDC" que se ha utilizado ampliamente en el negocio de Internet y de operadores, se puede clasificar como datos de nivel A si cumple con los requisitos de calidad para la red eléctrica ascendente y el centro de suministro de energía de carga descendente.
2) Cuando se construyen simultáneamente dos o más centros de datos ubicados en diferentes regiones, como respaldo mutuo, y los datos se transmiten en tiempo real, y la empresa cumple con los requisitos de continuidad, la infraestructura del centro de datos puede configurarse según un sistema tolerante a fallos o según un sistema redundante. Otra configuración del sistema.
3) Al establecer un centro de datos de recuperación ante desastres en la misma ciudad o en una ubicación diferente, este debe estar al mismo nivel que el centro de datos principal. Cuando los datos del centro de datos de recuperación ante desastres y del centro de datos principal se respaldan en tiempo real y la empresa cumple con los requisitos de continuidad, el nivel del centro de datos de recuperación ante desastres puede ser igual o inferior al del centro de datos principal.
En la industria financiera que requiere una usabilidad extremadamente alta, el Banco Popular de China emitió el "Plan de Desarrollo Fintech (2022-2025)" el 31 de diciembre de 2021, y propuso claramente la colaboración eficiente de "nube, administración, borde y terminal" para liberar la presión de la nube, responder rápidamente a las necesidades de los usuarios; adoptar activamente la tecnología de redundancia multiactiva para construir un sistema de recuperación ante desastres multinivel altamente confiable; establecer un centro de datos ecológico de alta disponibilidad.

3.2 DPS tiene genes de arquitectura 2N, bus dual asimétrico, DR y RR

La arquitectura 2N se caracteriza por su alta confiabilidad y disponibilidad. Sin embargo, debido a su configuración tolerante a fallos, también presenta problemas en su aplicación, como baja tasa de carga del sistema, baja eficiencia operativa y altos costos de inversión y operación. Para equilibrar mejor la disponibilidad del sistema y el TCO, a nivel de suministro y distribución de energía, se implementa un bus dual asimétrico compuesto por "1 red + 1 SAI/HVDC", redundancia distribuida (DR) y redundancia de respaldo (RR). Esta arquitectura está volviendo gradualmente a la vista del público y se está implementando. Desde la perspectiva del sistema general del centro de datos, se utilizan diferentes niveles de suministro y distribución de energía para formar una combinación de arquitectura para cada etapa de suministro y distribución, desde la media tensión hasta el frente de la carga de TI, con el fin de optimizar integralmente la disponibilidad y el costo del sistema.

3.3 Clúster de centro de datos modular de gabinete único "Clase A"

La cloudificación de TI también ha impulsado la reflexión en la industria sobre la cloudificación del suministro y la distribución de energía. En comparación con el suministro de energía centralizado tradicional, el sistema de alimentación distribuida DPS ofrece la ventaja de una granularidad reducida, cercana a la carga de TI y que alimenta uno o dos gabinetes de TI adyacentes. La gestión y el ajuste son más precisos. Al conectar en paralelo las salidas de CC de alto voltaje del DPS, distribuidas en cada gabinete de TI, se forma un pool de energía de CC o una microrred de CC. Gracias a la estrategia de virtualización energética, puede responder con flexibilidad a las necesidades y fluctuaciones de la carga de trabajo de los diferentes gabinetes de TI, mejorando el uso de la energía y garantizando la disponibilidad.
Los gabinetes de TI que integran tecnologías de productos distribuidos, como barras colectoras pequeñas, DPS y aires acondicionados de placa base, pueden entenderse, en cierta medida, como un "centro de datos modular de un solo gabinete" independiente, o pueden formar un clúster de "centro de datos modular de un solo gabinete". Basándose en la tecnología de TI, la transmisión en tiempo real de datos comerciales entre diferentes gabinetes de TI, micromódulos y salas de computadoras garantiza la continuidad del negocio y la integridad de los datos, permite el respaldo mutuo a nivel de centro de datos y mejora la disponibilidad del sistema. En combinación con la definición de la norma nacional GB50174-2017 sobre la arquitectura de centro de datos de nivel A, y la exploración y práctica de los proveedores de servicios en la nube y el banco central en arquitecturas redundantes multiactivas, los centros de datos multiactivos que utilizan arquitecturas de suministro de energía de bajo nivel también pueden ofrecer disponibilidad de datos de nivel A, a la vez que cumplen con los objetivos de desarrollo ecológico y de bajas emisiones de carbono del centro de datos.
En resumen, el sistema de energía distribuida (DPS) tiene la ventaja de ser un recién llegado a la solución SAI tradicional; su tecnología propia es avanzada y domina la tecnología de sistemas de suministro y distribución de energía eficientes, así como la tecnología de sistemas auxiliares eficientes. A su vez, su estructura es extremadamente flexible. El método de cableado permite construir con flexibilidad arquitecturas 2N, T3, DR y RR, con un tamaño compacto y un alto consumo de energía, satisfaciendo así las necesidades de diversos escenarios de alta disponibilidad.

Además, Como componente central de la infraestructura clave del centro de datos, DPS se alinea con la tendencia actual de desarrollo de la tecnología de computación en la nube de Internet y la construcción modular de centros de datos. Es más flexible y está adaptado a las necesidades de TI, y es especialmente adecuado para nodos de computación en el borde y centros de datos modulares de un solo gabinete. Clústeres (como centros de datos minoristas), baja granularidad y escenarios de construcción por etapas, como la renovación de antiguas salas de computadoras para ahorrar energía.