IDC机房高可用性双总线供电结构的技术研究
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2. UPS设备和电池的在线更新改造割接：
完成上述机架内部割接和机房内上下走线的割接后，所有的服务器负载均受UPS和AC的双重保护，而后再进行UPS设备的在线改造和割接工作，系统将受到足够冗余的保护，即便出现偏差，对业务影响的风险也可降至最低。
此时，将机房内的所有列头柜参照图15所示的方法逐步割接主开关的输入电缆。割接方法：断开对应头柜的主开关及原前级UPS输入，将新UPS输入电缆和旧电缆上桩头对调（如图15中的红色线和黑色线）。每个列头柜分别单独进行，由于机架端设备受STS模块保护，每个列头柜割接时间持续约10min，其间该列头柜所带负载均靠AC运行，理论上不影响业务正常运行，即便其间市电AC中断，影响范围也局限在一定的范围）。割接过程中的新ups的负载率由0+2逐步上升至2+0，旧ups系统的负载率逐步由2+0下降至0+2，其负载对比变化曲线见下图16。
在线改造工程目前已全部完工并正常运行。本工程前后持续了近一年，施工改造过程虽然复杂、割接中也困难重重，但总体上完全达到了在线改造和割接的预定目标，全过程未出现过影响业务的意外故障或事故。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/201612/330857.htm
图16（横轴为时间min、纵轴为负载容量KVA）
七.经济效益比较
经测算,方案A的投资为方案C的1.5倍,而且方案A性能不理想；方案b与方案c比较投资相近,但方案b可靠性差；本改造项目根据方案C实施后系统可靠性参数和效率有明显提升,已经产生的经济效益见表8：（按现负载容量情况，一年度为计算单位）
表8
内容描述 | 1、假设采用 2（N+1）300UPS系统 | 2、改造后 （2+1）300UPS系统 | 3、改造前 （2+1）300UPS系统 |
Ups的输出参数 | 425kva、365kw、COSΦ=0.85、THDI=17.1%（后端负载特性需求） | ||
Ups输出负载率 | 23.6% | 47% | 47% |
UPS效率 | 85%（低负载率） | 90% | 73% |
UPS输入侧THDI | 5% | 5% | 7.4% |
UPS输入COSΦ | 0.85（低负载率） | 0.9 | 0.72 |
Ups输入功率 | / | 472KVA（425kw） | 580KVA（420kw） |
Ups改造前后的电能损耗节约 | / | 以此为0作为核算基准值，增则+，减则- | +90万kw.h（按市电补偿COSΦ=0.95计） |
空调能耗 | / | 198kw（实测300A） （环境温度23-28度） | 310kw（实测470A） （环境温度23-28度） |
空调节能 | / | 0 | +98万kw.h |
空调能耗占比 | 空调系统能耗功率（198kw）：UPS输出的有功功率（349kw）=0.57 | ||
结论 | 1.通过UPS设备改造前后系统效率的提升可节约电能约95万kva.h（90万kw.h），另含下走线拆除后空调能耗的降低112kw计，其机房年节约电能188万度/年，节约运行资金154万元/年（0.82元/kw.h）； 2.采用(2+1)300KVA-UPS+AC的模式相比采用2（2+1）300KVA-UPS双总线结构的系统模式，可节约拥有成本454万元（能耗节约主要为(2+1)300KVA-UPS的空载损耗上，按单台10kw计约26万kw.h）； | ||
八.小结
本文介绍了将早期IDC机房单电源回路系统实现在线改造为高可用性双总线供电回路结构供电系统的一个成功案例。
目前，国内建设的早期IDC机房基本上陆续到了设备更新的寿命周期，原有的单路供电结构，用电效率低、设备故障频发、安全系数不高等缺陷都或多或少地制约了业务的发展，本工程的有效尝试，为类似的机房的改造提供了可借鉴的经验，同时也为“低成本”和“在线”的实现途径进行了有益的探索。
总结本工程，有几个问题需要进一步思考：
1. 传统的UPS供电系统方案已经走过了50年，为保障系统的高可用性，IDC供电系统设计建造的现状和趋势是：系统不断复杂化，造成设备堆积、结构臃肿，从而导致IDC机房的建设成本不断攀升。但高成本和高投资并不等同于高可用性，所以在旧系统改造和新系统建设时，迫切需要我们去探索和优化新的建设设计方案；
2. 复杂的配电结构和设备堆积致使设备效率难以再有效提高，在能源紧张和国家积极倡导节能减排的今天，需要在高可用性的基础上探索有效的节能减排方案；
3. 虽然，不同的机房建设和发展历史不同，从而造成现有的IDC机房的供电结构五花八门，难以标准化的现状给系统的维护和改造带来很大的难题，但是探索新的供电结构、配电方式等行之有效的改革措施仍然是刻不容缓的！
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