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APC技术解决方案

APC为了解决用户在不断变革的市场环境下所面临的各种挑战,以施耐德电气为领导者的数据中心基础设施解决方案供应商通过不断的技术创新,将为用户提供以下五大技术解决方案:

技术解决方案之一:边缘计算解决方案

随着边缘计算的发展,施耐德电气认为过去对单个数据中心可用性的理解是不够的,我们需要转变观念,应该站在用户体验的角度去看待可用性这个问题,只要是用户的应用或网络的中断,比如:无法连接APP的应用,都应该被称为故障。因此,我们需要一个应该包含空调、UPS、监控、IT设备、网络、存储等设备在内高可用性的边缘数据中心。

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同时,我们认为要实现边缘数据中心的大规模部署需要解决三个问题,第一,我们需要建立一个包括用户、系统集成商、物理基础设施供应商、IT设备制造商以及管理服务供应商在内的相互协作的生态系统;第二,我们需要部署基于云的管理工具来实现数百甚至上千的边缘数据中心的智能化管理;第三,我们需要通过大数据分析和人工智能来向科技要人力来解决人力资源不足等挑战,以实现无人值守的运维管理。

技术解决方案之二:液冷解决方案

目前主要有两种液冷解决方案,一是芯片级液冷,二是浸没式的液冷。芯片级液冷有时也被称作冷板式液冷。这两种液冷各有优缺点,冷板式可以对绝大多数的传统服务器进行翻新,缺点是其他的部件仍然需要传统的房间空调进行冷却。浸没式的优点是消除了对传统服务器风扇的需求,但需要对服务器主板进行重新的设计。

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为了量化这两种液冷与传统冷冻水系统之间的对比,施耐德电气从数据中心、楼宇的角度进行了投资成本和运行成本的分析。发现浸没式液冷相对于冷板式液冷在TCO方面是占优的,如果单独从制冷系统的节能角度来看,冷板式液冷可以节省15%以上,浸没式可以节省57%以上。如果从整个数据中心能耗的角度来看,冷板式可以节省5%年度能耗,浸没式可以节省15%。

冷却液对于实现液冷的应用非常的关键,我们认为关于冷却液的讨论主要集中在冷却液的价格、与IT设备的兼容性,还有传热特性,对环境的影响,以及需要要从整个生命周期的角度去考虑问题。如果想要在数据中心进行大规模液冷的部署,必须要克服的几个问题包括需要对服务器主板进行重新的设计,另外一个就是需要对数据中心从系统的角度进行重新的设计,尤其是数据中心的供配电系统,当机柜功率密度高达几十个千瓦时怎么来进行供配电的设计,这是一个非常具有挑战性的思考。

技术解决方案之三:锂电池技术解决方案

锂电池的能量密度是铅酸电池的3倍以上,如果缺乏合理的电气保护设计和BMS管理,锂电池失控所带来的后果将远大于铅酸电池。但是,我们可以通过以下四个方面来解决这个问题,第一,通过高质量的生产工艺管控来保证电芯的高品质和高度一致性;第二,通过完善的BMS设计来实现电芯充放电的安全;第三,选择合适的锂电池化学材料,比如磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元里技术。第四,进行锂电池与UPS的兼容性测试。

在云计算模式下,服务器的功耗将更加的动态,十年以前,服务器满载与空闲时的功耗大约为1:2,而现在它们两者间的比值可以高达1:9,如果按照峰值进行供配电系统的设计,投资成本是巨大的,所以,很多数据中心设计人员都在讨论能否采用软件和储能的手段来实现削峰/去毛刺,从而实现供配电系统的降容设计。同时,也可以通过储能和峰谷电价差来降低运营成本。

柴油发电机的投资成本占到数据中心物理基础设施投资成本的10%以上,同时用户还面临噪音,污染,较长的部署周期等挑战。调查研究发现,柴发的平均运行时间为173分钟,也就是说我们有超过50%以上的柴发运行时间小于3个小时。施耐德推演了随着锂电池价格的不断降低,到2020年的时候,2.5个小时的锂电池后备系统将与柴发具有同等的投资成本,因此,我们认为,通过锂电池储能集装箱来部分取代柴油发电机也是可行的。

实现锂电池储能的关键在于电池系统的管理和软件方面的控制,锂电池可以通过其自带的三级BMS(电池管理系统)来实现对每一只电芯、模组、机架和系统进行在线智能管理,数据中心运维人员可以通过BMS实时了解电池的电气状态和健康趋势。软件管理将是实现风光储能,电网调峰,UPS后备电源在数据中心应用的关键。

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技术解决方案之四: DMaaS解决方案

从本质上来讲,数据中心是非常复杂的系统,因为需要管理电力和制冷基础设施与IT设备的交互,同时最小化总运行成本。对于数据中心持续运行并最小化停机时间的需求持续增加。当出现问题时,我们期望管理系统提供必要的关键信息以解决此问题,并分析根本原因以防止再次发生。可以发现,这个行业已经演变成两种数据中心管理方法。一种方法是利用“特定领域”系统进行电源、冷却和白区的管理。第二种方法更为“本土”,其中基于SCADA类型的系统被定制化编程以履行管理职责。每种方法都有其优点和缺点,然而,我们相信这两种方法在未来都将面临局限性,并将需要新方法对其加以解决,以充分发挥基于云的工具和大数据分析的潜力。

作为DMaaS市场的早期参与者,施耐德电气可以利用其数据中心多年的实践经验挖掘出大量数据,其中包括设计和建造数据中心、楼宇管理、配电,以及供电和散热服务等。施耐德电气面向数据中心的EcoStruxure架构,是开放的、可互操作的、基于物联网的系统架构与平台,可为数据中心客户在安全性、可靠性、效率、可持续性和互联互通方面提供更高价值。并通过利用了先进的物联网、移动、传感、云、分析和网络安全等技术的发展,实现在互联互通的产品、边缘控制,以及应用、分析与服务三个层面的全面创新。

互联互通的产品是物联网智能运行的基础,施耐德电气的第一信念是以创新为核心,生产伟大的互联互通的产品。在互联互通的产品层,从数据中心和周围建筑的各种连接传感器和众多供应商设备(UPS、PDU、配电和制冷系统等)收集数据。在边缘控制层,无论是在建筑物级别,还是在IT系统或配电系统,EcoStruxure 边缘控制均可使客户实现本地控制和监测,并自主地对任何警报进行监测并采取行动。在应用、分析与服务层,则可通过远程数字化平台分析数据,使用人工智能提取信息,为预防性维护、能源效率和其他工作,提供可执行的情报信息。

即使数据中心所有者采用各种设备和软件平台,EcoStruxure依然能够读取所有健康和状态的数据。然后,数据中心所有者可以与客户共享这些数据。通过EcoStruxure架构和平台,施耐德电气将为客户整体业务提供高可用性、高效的产品和服务,通过预测分析和可操作的智能驱动更多价值,优化业务,并带来更多回报。

技术解决方案之五: 超大规模数据中心解决方案

采用预制化、模块化的撬块将是实现超大规模数据中心对建设周期高要求的关键保障。供配电撬块将兆瓦级的UPS,开关柜以及管理软件在工厂提前进行预制。这些预制的模块都会经过预先的测试,在到达数据中心建设现场之后,即可实现可靠的,“即插即用”的部署。因为在某些地区,这些供配电设备的供货周期可长达12个月,采用预制模块化方案可以实现按时交付,消除了设计和施工阶段的任何可能的时间延误。

同时,也可以认为数据中心的计算能力将变得更加模块化,可快速实现按需部署。施耐德电气已经开发出了与机柜实现同时部署的支持系统模块部署模式,已经被全世界各地的许多托管数据中心所使用。在这种解决方案中,独立于基础设施的框架结构,可实现将预装IT设备的机柜快速推入通道封闭系统,大大减少了部署的时间和复杂性。

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