Спецпроекты

Игорь Поздняков, Kehua Tech: Потребность в наращивании мощности диктует спрос на модульные ИБП для дата-центров

Техника

Система электроснабжения каждого ЦОД включает в себя источники бесперебойного питания (ИБП), обеспечивающие надежное бесперебойное электроснабжение ИТ-оборудования и инженерных систем. ИБП устраняют проблему низкого качества электроэнергии городских сетей, включая проблему полного пропадания питания ЦОД. О том, как глобальная цифровизация сказалась на спросе на мощные ЦОД, и почему ИБП стали одним из ключевых элементов дата-центров, в интервью CNews рассказал Игорь Поздняков, заместитель генерального директора представительства Kehua Tech в России.

CNews: Какие основные проблемы с источниками бесперебойного питания возникают в современных центрах обработки данных?

Игорь Поздняков: Сразу подчеркну, что современные ИБП обладают высокой надежностью. В частности, для них характерна средняя наработка на отказ (MTBF) более 200 тысяч часов. К тому же, системы бесперебойного питания ЦОД строятся с использованием различных схем резервирования, позволяющих сохранять бесперебойное питание подключенной нагрузки в случае выхода ИБП из строя. Поэтому для ЦОДа, как и для любого другого заказчика, скорее, важна не столько высокая надежность самого ИБП, сколько высокий коэффициент готовности системы бесперебойного питания. Если отказ произошел, он должен быть быстро диагностирован и устранен без влияния на потребителя.

Исходя нашего опыта, наиболее частыми неисправностями являются отказы аккумуляторной батареи, аварии из-за несоблюдения требований к размещению и условиям эксплуатации ИБП, а также проблемы, вызванные неправильными действиями обслуживающего персонала.

CNews: Почему эти проблемы возникают и какими бизнес-последствиями они чреваты для бизнеса?

Игорь Поздняков: Несвоевременное техническое обслуживание (ТО), отказ от превентивной диагностики, пренебрежение к «желтым» авариям, выдаваемым ИБП в систему диспетчеризации, доступ к месту установки ИБП посторонних, недостаточная квалификация обслуживающего персонала заказчика, нарушение требований к месту установки ИБП — основные причины сбоев в работе и отказов ИБП.

Игорь Поздняков: Современные ИБП обладают высокой надежностью. В частности, для них характерна средняя наработка на отказ (MTBF) более 200 тысяч часов

На этапе ведения проекта мы стараемся минимизировать риски и таких отказов: обязательно инспектируем предполагаемое место установки, при проведении пуско-наладки обучаем обслуживающий персонал заказчика, держим на контроле сроки очередных ТО во время гарантийного срока эксплуатации, предлагаем заказчикам расширенные сервисные контракты на гарантийный и пост-гарантийный период эксплуатации, в том числе удаленную поддержку.

Мне трудно озвучивать реальные цифры потерь вследствие простоя ЦОДа. Предполагаю, что они огромны. Мы со своей стороны делаем все возможное и невозможное, чтобы этого не произошло.

CNews: Какова в целом структура рынка ИБП в России? Какие решения на нем представлены? В чем заключаются их основные технологические отличия?

Игорь Поздняков: На рынке ИБП представлены устройства широчайшего диапазона мощностей и всех возможных топологий и архитектур. Но если говорить о сегменте ИБП для ЦОД, спектр можно несколько сузить — это бестрансформаторные ИБП класса онлайн с выпрямителями на базе IGBT-транзисторов, мощностью от 100 кВА и выше. Среди таких ИБП можно выделить две отличающиеся концепции — моноблочные и модульные ИБП. Для защиты ЦОД Kehua предлагает моноблочные устройства KR33 50-1200 кВА с возможностью параллельной работы, что позволяет наращивать мощность системы бесперебойного питания и/или обеспечивать резервирование ИБП, а также модульные устройства MR 33 25-800 кВА (c возможностью увеличения мощности до 3200кВА) на базе силовых модулей 25, 50 или 80 кВА

CNews: Можете ли вы отметить тенденцию роста спроса на модульные ИБП для дата-центров? Чем она продиктована?

Игорь Поздняков: Да, мы замечаем эту тенденцию. Компактность, возможность резервирования как на уровне силовых модулей внутри стойки, так и на уровне стоек, ступенчатое наращивание мощности одновременно с ростом резервируемых нагрузок, и главное — низкое среднее время восстановления системы (MTTR) благодаря горячей замене модулей — диктуют спрос на именно на модульные ИБП.

Все перечисленные выше преимущества модульных ИБП присущи ИБП Kehua MR33 — компактность, возможность установки в стойку дополнительных модулей единичной мощностью 25, 50 или 80 кВА для увеличения мощности или резервирования, параллельная работа нескольких стоек между собой. В отличие от большинства модульных ИБП для Kehua MR33 доступна горячая замена не только силовых модулей, но и байпасов и плат управления, что позволяет существенно сократить MTTR, и, как следствие, повысить доступность (работоспособность) ИБП.

CNews: Как в современных ИБП решена проблема высокого тепловыделения? Как это влияет на ЦОДы? Как это сказалось на прямых и опосредованных затратах в дата-центрах? Приведите примеры таких ИБП.

Игорь Поздняков: Выделение тепла объясняется потерями внутри ИБП и, очевидно, что более высокий КПД означает меньшее тепловыделение. Проблему высокого тепловыделения Kehua решает повышением КПД своих источников. Например, в уже упомянутых сериях KR33 и MR33 КПД режима двойного преобразования составляет 96-97%. Эти ИБП могут работать в ECO-режиме — на статическом байпасе при хорошем качестве основной сети КПД в этом режиме работы достигает 98-99%.

ИБП Kehua KR 33 300-1200 кВА

В масштабе ЦОДа высокий КПД ИБП означает снижение затрат на энергию, потребляемую для питания подключенной к ИБП нагрузки, и уменьшение расходов на кондиционирование.

CNews: Удалось ли производителям повысить КПД ИБП? Каким образом? Приведите примеры таких решений.

Игорь Поздняков: Пожалуй, КПД ИБП большинства известных производителей сейчас находится на возможном максимуме и вряд ли будет серьезно расти, битва идет за десятые доли процента. Среди мер, повышающих КПД ИБП Kehua, о которых я могу сегодня говорить — применение трехуровневых IGBT-преобразователей, автоматический переход модулей в режим сна при малых нагрузках (для модульных ИБП) и уже упомянутая раньше возможность работы ИБП в ECO-режиме.

CNews: Становятся ли ИБП более компактными с течением времени? Какие размеры сейчас считаются золотым стандартом?

Игорь Поздняков: Компактность ИБП, подобно КПД, достигла сегодня определенного предела. Сделать ИБП еще меньше — можно, но его надежность сильно упадет, а диагностика и ремонт будут крайне затруднены. Поэтому разработчики ИБП (в том числе в компании Kehua) нашли некую «золотую середину», когда корпус ИБП достаточно «просторен» внутри для удобства работы сервисного персонала, но компактен для размещения ИБП в помещениях малой площади.

ИБП Kehua серии KR-RM 10-40 кВА

Про стандарты в случае размеров ИБП можно говорить, если предусмотрен монтаж ИБП в 19" стойку — тогда ширина корпуса ИБП составляет около 440 мм, а высота выбирается из ряда 1U, 2U, 3U и так далее (1U = 44,5 мм). Корпус ИБП для напольного монтажа может иметь произвольные длину, ширину и высоту. Как правило, высота ИБП большой мощности не превышает 2000 мм, а глубина — 800-900 мм. Такие габариты диктуются удобством работы сервисного персонала. Что касается модульных ИБП, конструкция которых предусматривает работу в системе «горячий-холодный коридор», то их ширина может меняться от 600 до 1200 мм, а глубина составляет как правило те же 800-900 мм (как и у большинства серверных стоек).

CNews: Как обслуживающий персонал получает данные о работе ИБП? Существует ли возможность оперативного внесения изменений в схемы работы?

Игорь Поздняков: Для целей мониторинга и оценки текущего состояния ИБП в первую очередь служит дисплей на панели управления, на котором выводится вся информация о функционировании ИБП и его отдельных компонентов. Дистанционный мониторинг возможен с использованием протоколов SNMP и MODBUS, при этом разрешена только односторонняя передача информации — от ИБП в систему мониторинга. Вмешательство через локальную сеть в работу ИБП, изменение его настроек — это серьезная угроза безопасности, поэтому такие «черные ходы» в систему управления ИБП Kehua рассматриваемого диапазона мощностей отсутствуют. В рамках протокола SNMP доступны только дистанционное отключение инвертора и переход на электронный байпас, обратный переход на инвертор, запуск теста ИБП или АКБ, поскольку эти операции не могут обесточить нагрузку. Все другие изменения режимов и настройки ИБП возможны только с панели управления ИБП после ввода соответствующего пароля.

CNews: Как решается вопрос необходимости срочной замены оборудования?

Игорь Поздняков: Этот вопрос решается тесным взаимодействием сервисной службы с заказчиком, построением системы мониторинга, проведением тренингов для эксплуатирующего персонала, организацией достаточного и постоянно пополняемого запаса сменных модулей и компонентов для ремонта ИБП. Конструктивно оборудование Kehua довольно удобно для проведения диагностики. Силовые компоненты в модульных ИБП могут быть заменены силами сервисного центра уже после того, как работоспособность ИБП на объекте восстановлена за счет резервного модуля, замена которого в составе ИБП производится без отключения системы.

ibp_kehua_serii_kr_33_50200_kva.jpg
ИБП Kehua серии KR 33 50-200 кВА

CNews: Существуют ли на рынке ИБП, которые потребляют меньшие объемы электроэнергии при меньших нагрузках на ЦОД?

Игорь Поздняков: Очевидно, речь идет системах, в которых реализован механизм оптимизации числа работающих силовых модулей для повышения КПД и снижения расхода электроэнергии при неполной загрузке ИБП. Такое решение довольно часто применяется в системах ИБП, которые работаю с сильно-переменными нагрузками — например, в дневное время нагрузка на систему ИБП составляет 1000 кВА, а ночью она может упасть до 150 кВА. Логично, что в таком случае без применения дополнительных мер КПД устройств, работающих с очень малой загрузкой, не будет столь же высок, как и при работе в расчетном режиме. Поэтому система управления в модульном ИБП Кехуа серии MR33 отключает «лишние» силовые модули, при этом поддерживается требуемый уровень резервирования ИБП (N+1 или N+2). Как только нагрузка увеличивается, система управления запускает в работу ранее отключенные модули. При отключении модулей предусмотрена ротация для выравнивания наработки силовых компонентов и вентиляторов внутри силовых модулей.

CNews: Какие ключевые решения продвигает Kehua Tech на российском рынке? Расскажите обо всех основных моделях и их преимуществах для разных заказчиков

Игорь Поздняков: На российском рынке, особенно в сегменте защиты ЦОД, Kehua предлагает бестрансформаторные модели ИБП (в моноблочном и модульном исполнении) мощностью от 1 кВА до 1200 кВА с возможностью объединения в параллельные системы, общей мощностью до 9,6 МВА. Модульные ИБП представлены серией MR33 (25-800кВА) с использованием силовых модулей 25, 50 и 80 кВА, о них я сегодня говорил уже достаточно много. Интересны и мощные моноблочные бестрансформаторные ИБП серии KR33 (50-1200 кВА): они компактны, обладают высоким КПД, их можно тестировать без нагрузочных модулей, у них удобный локальный интерфейс и широкие коммуникационные возможности.

Среди относительно маломощных бестрансформаторных ИБП с трехуровневыми IGBT-преобразователями на входе и выходе хочу выделить две серии мультифазных ИБП — KR-RM 10-40 кВА и KR33 10-40 кВА. В этих ИБП предусмотрена конструктивная возможность оперативного изменения конфигурации фаз на входе и выход, причем это изменение может быть выполнено непосредственно при вводе ИБП в эксплуатацию.

Все упомянутые выше серии ИБП могут работать со свинцовыми и литиевыми АКБ.

Модульный ИБП MR 33 25-800 кВА

Kehua выпускает и тиристорные трансформаторные ИБП с номинальными мощностями от 10 до 600 кВА. Они способны работать в сетях низкого качества, и поэтому часто находят себе применение на объектах, где для нагрузки характерны большие пиковые мгновенные значения потребляемого тока (например, рентгеновское медицинское оборудование), в промышленности и на транспорте.

В заключение скажу, что Kehua разрабатывает, производит и поставляет на российский рынок онлайн ИБП в диапазоне единичных мощностей 1-1200кВА. Они могут быть трансформаторными, бестрансформаторными, моноблочными, модульными, мультифазными, с выпрямителем на базе тиристоров или IGBT-транзисторов, напольного или стоечного монтажа, способные работать с рекуперативными токами, допускающие работу с заводской сетью постоянного тока, работающие с VRLA или литиевыми АКБ — все это позволяет нам выбрать и предложить оптимальный для заказчика и объекта ИБП и решить самую специфичную задачу.