• 關(guān)鍵詞： UPS 工業(yè)電源 分布式UPS 集中式UPS
• 摘要：UPS備用電力的傳統(tǒng)部署方式有集中式與分布式兩種類型，但以技術(shù)觀點看，其目的都一樣——即要讓電力不停歇地流動，尤其是在供電狀況惡劣的時候，如產(chǎn)生電壓突波、電壓下降、完全停電、頻率差異及其他電力問題時。雖然目的相同，但兩者解決問題的方式互異。兩種方案各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)組織的長期或短期需求而定。

一、簡介

只要有電力不中斷的需求，就需要使用不間斷電源系統(tǒng)（UPS）。UPS好比是電力的中間商，不論組織規(guī)模大小或電力消耗如何急劇變化，都能協(xié)助基礎(chǔ)建設(shè)提供連續(xù)不中斷的電力。UPS備用電力的傳統(tǒng)部署方式有集中式與分布式兩種類型，但以技術(shù)觀點看，其目的都一樣——即要讓電力不停歇地流動，尤其是在供電狀況惡劣的時候，如產(chǎn)生電壓突波、電壓下降、完全停電、頻率差異及其他電力問題時。

雖然目的相同，但兩者解決問題的方式互異。兩種方案各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)組織的長期或短期需求而定。對于交通、政府機構(gòu)、IT及金融服務(wù)業(yè)等需依賴電力提供穩(wěn)定的高能見度并具有高耗能的產(chǎn)業(yè)，在企業(yè)內(nèi)部與外部都對電力供應(yīng)有急切需求，維持持續(xù)且充足的電力供應(yīng)是其第一要務(wù)。

后續(xù)章節(jié)將針對集中式與分布式UPS所提供的不同方式的靈活性，討論應(yīng)如何配合既有需求及未來成長來設(shè)計其電力保護的規(guī)模。

二、分布式UPS

分布式UPS不是被直接安裝在服務(wù)器機架上，就是被裝在服務(wù)器機架旁邊，導(dǎo)致（極可能）所有服務(wù)器都連接著UPS硬件，硬件與服務(wù)器之間僅剩極少空間或毫無空間。如果將分布式UPS比作是在一塊區(qū)域內(nèi)每隔4.5公尺就配置一個的火炬照明信道，那么集中式UPS則可被比作能照亮30公尺半徑區(qū)域的大型閃光燈。當分布式UPS火炬的其中之一熄滅時，只會使其周圍4.5公尺范圍變暗；但如果大型閃光燈暫時熄滅了，所有事物都會漆黑一片。

1、可靠性：近接性強度

對企業(yè)的IT網(wǎng)絡(luò)和供電系統(tǒng)而言，服務(wù)器和與其關(guān)聯(lián)的UPS之間的距離越大，電力面臨的風(fēng)險就越高，例如會發(fā)生噪聲干擾、接地及／或接線松脫等問題。由于分布式UPS被直接安裝在伺服機架上或旁邊，縮短了彼此間的距離，沿電力線鏈路發(fā)生的配線故障機率就可大幅降低。藉由沿著整體網(wǎng)絡(luò)來配置自給式輔助電源，就能防止集中式UPS部署所可能產(chǎn)生的大規(guī)模電力中斷問題。

2、簡易安裝與整合

重量輕并具有較高機動性的特色，使分布式UPS的安裝與移動極為簡易，因此成為需要較高機動性數(shù)據(jù)中心的理想選擇。高近接性的服務(wù)器機架也使分布式UPS在以太網(wǎng)絡(luò)的連接方面占有優(yōu)勢。

3、適合小型組織的更佳成本控制

由于分布式UPS的設(shè)計并非供整個企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用，而僅是網(wǎng)絡(luò)之中的一處服務(wù)器機架，因此采購這項解決方案的初設(shè)預(yù)付支出遠低于集中式UPS。集中式UPS的成本常對中小型企業(yè)造成殺傷力，而小型UPS的壽命則與服務(wù)器硬件相當，使組織可以經(jīng)濟地同步更新服務(wù)器硬件及備份UPS。當小型公司有擴充備份電源保護的需求時，可藉由選擇增加系統(tǒng)的冗余度、根據(jù)實際需要增加額外的UPS來實現(xiàn)；相較于使用集中式UPS，可大幅降低成本。

4、缺點：管理效率較差

       服務(wù)器的角色功能使其必須配置在備用電源系統(tǒng)前面，使得UPS占用了更多的服務(wù)器機架空間，從而削減了服務(wù)器可用空間。

       由于分布式UPS的設(shè)計，其機組數(shù)量比集中式多，所管理與監(jiān)控的資源網(wǎng)絡(luò)遠大于集中式UPS。因此，管理這些資源往往成為組織中IT或數(shù)據(jù)中心人員的沉重負擔。

三、集中式UPS

集中式支持架構(gòu)包含一套或兩套大型UPS，裝設(shè)位置在服務(wù)器機房周邊、整排服務(wù)器的端點或是鄰近服務(wù)器的一處獨立地點。集中式UPS就像是圍繞著組織整體網(wǎng)絡(luò)的巨大電源保護網(wǎng)。

1、可靠性

對大公司而言，一般小型分布式UPS單相電源保護裝置很難滿足其自身需求。集中式UPS的設(shè)計以高密度服務(wù)器硬件的需求為出發(fā)點，由于這些硬件通常使用三相電源，其UPS當然也是越堅固耐用越好，以便這類UPS同時對單相及三相負載提供保護。如今，服務(wù)器的功率越來越高，但更高的溫度會大幅縮短UPS電瓶的壽命。遠距離配置的集中式UPS會保護其電瓶，從而延長電瓶壽命周期，并減少費時傷財?shù)碾娖扛鼡Q頻次。

2、穩(wěn)定輸出及增加空間利用

集中式UPS通常是聯(lián)機運作的雙轉(zhuǎn)換架構(gòu)，可提供較高穩(wěn)定度的功率曲線，并能消除大多數(shù)的電力中斷（如尖波、失真、電壓突波）。另一方面，分布式UPS的設(shè)計是為應(yīng)對電源的變動（通過互動線路架構(gòu)），這意味著異常狀態(tài)會被傳遞到終端裝置。再者，集中式備份架構(gòu)中的UPS與服務(wù)器機架分開，因而可空出寶貴的空間供服務(wù)器硬件使用。

3、改善經(jīng)濟規(guī)模

為了增加分布式備份架構(gòu)的容量，數(shù)據(jù)支持人員必須為每個服務(wù)器機架人工增設(shè)額外的UPS，這在大型企業(yè)內(nèi)會是極為繁瑣且無效率的作業(yè)。除了會減少可供服務(wù)器硬件使用的寶貴機架空間外，這種架構(gòu)也使得數(shù)據(jù)技術(shù)人員需要監(jiān)控及維修的設(shè)備倍增。而集中式UPS建立冗余容量僅為單一步驟程序，可大幅節(jié)約作業(yè)的時耗。

4、缺點：能源效率差及成本問題

使用集中式UPS需要較大的占地面積，且其規(guī)劃、安裝、設(shè)置、測試及啟用所需協(xié)調(diào)作業(yè)相對繁瑣。多數(shù)公司選擇使用集中式UPS時往往高估所需。而由于企業(yè)過度估計集中式UPS的所需容量所浪費的能量幾乎高達25%。這種最常見的狀況所產(chǎn)生的過度“能源”相對出現(xiàn)過度“熱量”，從而加重數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)需求，造成能源成本高漲。這類UPS常需使用專用空調(diào)系統(tǒng)才能管控其額外的能（熱）量輸出。

除數(shù)據(jù)中心額外增加的冷卻需求所致的成本外，集中式UPS的價格也大幅高于其較輕量的對手——分布式UPS。

四、復(fù)合式解決方案

模塊化UPS，例如臺達Modulon DPH系列，則可為許多中等規(guī)模數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵任務(wù)的運作建立強健的備份架構(gòu)。通過模塊化UPS，企業(yè)只需根據(jù)需要插入額外的電源模塊就能強化備份系統(tǒng)的冗余度，從而使分布式系統(tǒng)獲得集中式備份系統(tǒng)的效率以及分段式的成長彈性（并成本節(jié)省）。具備充裕額定容量的三相Modulon DPH系列可為企業(yè)提供最高的可用度。

• 25kW至75/150/200kW無中斷電力可額外增加800kW并聯(lián)容量

• 平均修復(fù)時間（MTTR）接近于零

• 通過并聯(lián)機架或同一機架整合于既有配電設(shè)備中

• 電源自我同步及控制模塊支持連續(xù)在線操作，即使控制模塊失效

• 高過載保護：10分鐘125%過載、1分鐘150%過載

• 最多可擴充至4單元，無需額外硬件

• 內(nèi)置手動旁路裝置，可免除保養(yǎng)停機時間

另外，結(jié)合集中式與分布式UPS的復(fù)合式備份架構(gòu)所提供的解決方案可涵蓋更多基地，并可借用其他系統(tǒng)的力量補償單一虛弱系統(tǒng)。

五、結(jié)論與摘要

上述討論顯示，要確認何種備份解決方案最佳，需要依賴復(fù)雜的變量矩陣，例如用戶監(jiān)控或管理特定備份系統(tǒng)的能力、兩種解決方案的成本利益比、現(xiàn)有服務(wù)器機架的使用容量與未來需求、當前及預(yù)估的功率需求，以及更多技術(shù)性問題， 例如服務(wù)器是否使用單相或三相電源。再者，兩種選擇各有優(yōu)缺點，但若能全盤考慮各種UPS解決方案及貴公司的需求，管理階層將更容易做出最佳策略的選擇。

表格：集中式與分布式UPS性能比較

* 建議但不限于此等機型。