Active Power创新三星数据中心

韩国三星数据中心项目为三星手机云计算中心。该项目位于韩国首尔，总建筑面积约6万平米，地上13层，地下室4层。数据机房IT总供电负荷为28MW，按照TIA-942 tier-III标准设计，负荷容量为每层3.2MW，约20MW，PUE值为1.4。

其供配电方案，从开始的2N方案最终改变为N+1方案模块化分布式冗余设计，在可用性提升的同时减少了柴油发电机的容量和UPS的容量。Active Power在此数据中心中所采取的创新型设计，其设计方法和设计策略将直接节省用户初始投资成本，开创了未来数据中心建设新蓝图。

在该项目设计之初，三星工程师提出如下问题：竖向电缆井的空间不够，利用低压供电遇到障碍。地下室空间不足，柴油发电机的机位只能放置最多12台1600KW的油机。地上空间由于机柜占地较大配电室的面积很有限， 3.2MW的容量UPS，其电池间将占到一半的楼层面积，另外电池间的承重和加固将需要额外投资。如何来解决这些问题，对于提供供配电基础设施的AcitvePower公司来说是摆在眼前的困难。

通过和三星数据中心技术团队沟通， Active power全球CTO与工程师一起探讨如何改进方案来适应三星数据中心的需求。为了解决项节约更多的空间，提出链路冗余的实际方案，采用高压供电上楼，末端设置变压器的方式，将柴油发电机按照每两层做为一个供电模块供电，将四台柴油发电机作为一个模块，实现N+1冗余。UPS采用飞轮UPS大大节省了占地面积，为IT机柜的布防提供了空间。同时，将高压柴油发电机同高压市电通过ATS切换输出至相应的供电模块的变压器，变压器连接输出到飞轮UPS。

确定了模块化设计的概念之后，将IT负荷按照物理分层分成分模块。然后根据要求设置UPS模块，将柴油发电机由原来的高压并机方案改为单独模块供电，在每个发电机组设置了一台冗余油机。高压柴油发电机的供电模式，柴油发电机在市电中断的情况下启动，为UPS模块供电，当飞轮UPS充电完毕后，柴油发电机将通过并机系统，为空调冷机供电。通过这样的设计，冷机的的启动电流由并机母线系统，不用额外增加柴油发电机的容量。通过飞轮UPS的应用，原有电池间被取消，原有的电池间空调系统被取消，这部分电源用于增加机柜的数量供电。并机母线连接一个假负载，平时在不影响系统的情况的对每台柴油发电机进行启动测试，和每个供电模块的压力测试。

飞轮UPS模块化分布冗余供电方案方案提高了整个系统的可用性， 提高了UPS系统的带载率，从而提高了UPS的效率，达到的节能的目的。高压柴油发电机的大大减少了电缆的使用量节约了投资，柴油发电机采用先单机运行再并机运行的模式，减少了柴油发电机的单台容量，并且解决的冷机启动时需要很大的启动电流的问题。并且通过冗余PLC的控制实施检测了市电的质量，当发生电力频率变化，或电压压降时， PLC将同过检测作为柴油发电机的启动信号，同时提供了良好的通信接口，为DCIM软件提供丰富的数据接口。

同以前的设计相比，数据中心设计需要很多的UPS采用2N的模型，柴油发电机采用的N+1, UPS 的带载只有40% 到50%，通过模块化分布冗余的方案改进，将系统的带载率提高都66.7%，提高了整个系统的效率，降低了PUE。如果柴油电机采用12台并机存在很多的风险，同时输出开关需要很大的短路电流，很多开关在市场上无法找到，或者开关的成本很高。此方案中将12台油机分为3组，每组四台采用N+1的配置，则大大降低了风险与成本。

此项目的设计方案实现了如下创新：

选择高效率的Active Power模块化飞轮UPS产品，摒弃了传统铅酸蓄电池UPS带来的风险，提高了系统的的效率。其模块化设计方案，和模块化UPS产品的大大降减小了对有限的地下室空间的占用。

分配冗余模块化设计

创新的供电系统整体模块化设计，备用柴油发电机，变压器和UPS模块分别采用(N+1)分配冗余的解决方案分别，减小了油机的容量和UPS的容量，在提高的系统的可用性同时降低了初期投资和后期维护费用。

运维简单，降低了成本

此设计方案每个模块采用相同的设备，相同的结构，同时设定了可以定期进行系统测试的假负载，模拟真实断电情况下系统的状态，从人员成本和备件成本上降低了投资总成本。

易于扩展性

本数据中心从设计上提供了较为完整的扩展接口，可以在IT负载容量增加时，按照原有设定的相同的供电模块单元建造，轻松实现扩展。

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