Les systèmes d'alimentation distribuée (DPS) sont un sujet à la fois familier et inconnu pour certains praticiens des centres de données. Cet article présente quatre points d'analyse et de réflexion sur les DPS et leur application innovante. centres de données .

1. Le DPS et l'UPS/HVDC traditionnel sont techniquement connectés
Tout d'abord, il faut être clair : selon les normes industrielles DPS et les spécifications de conception des centres de données, DPS est un type d'alimentation sans interruption (ASI). Sa particularité réside dans sa batterie standard, et il s'agit d'un onduleur qui fournit une alimentation sans interruption aux équipements réseau standard des armoires réseau.
Deuxièmement, pour DPS, l'essence même de ce système est un onduleur à batterie lithium basé sur une conception entièrement modulaire. L'onduleur et les batteries lithium sont conçus de manière unifiée. Tous deux prennent en charge le remplacement à chaud et disposent de mécanismes internes de communication en temps réel et de liaison de protection, garantissant ainsi une sécurité optimale.
De plus, reprenant la classification traditionnelle des onduleurs/CCHT, les DPS sont également divisés en types CA en ligne, CA de secours, CC (CC haute tension, sortie 240 VCC ou 336 VCC) et hybride CA-CC. Cependant, comme ils sont définis comme alimentation pour équipements réseau distribués en armoire, la sortie est généralement monophasée 220 VCA (CA) ou 240 VCC (CC haute tension), avec une puissance nominale généralement comprise entre 3 et 12 kVA. Ils alimentent généralement une seule armoire informatique ou deux armoires informatiques adjacentes, la puissance du système est faible et ils sont installés en rack.

2. Comparé aux onduleurs traditionnels montés en rack, le DPS présente l'avantage d'être un nouveau venu
Par rapport au traditionnel onduleur monté en rack En soutenant la solution de batterie au plomb-acide, DPS a pleinement pris en compte la difficulté du remplacement et de la maintenance des équipements, la surveillance complexe du fonctionnement et de la maintenance et d'autres lacunes de la solution traditionnelle au début de sa conception et de sa naissance, et a l'avantage d'être un retardataire.

Tout d'abord, le DPS adopte une conception entièrement modulaire. Le module de batterie au lithium et le module d'alimentation prennent en charge le remplacement à chaud en ligne, et le temps de maintenance et de remplacement de l'équipement est inférieur à 5 minutes, ce qui le rend simple et facile à utiliser.
Deuxièmement, la durée de vie de la batterie au lithium est de 10 ans ou plus, et le poids et l'espace d'installation requis sont réduits de plus de 60 % par rapport à la solution plomb-acide traditionnelle ; il n'est pas nécessaire de remplacer la batterie tous les 3 à 5 ans, et l'installation et le déploiement sont simples.
Enfin, grâce au logiciel de surveillance centralisée DPS, les utilisateurs peuvent effectuer une surveillance et une gestion centralisées unifiées des appareils DPS (y compris les onduleurs et les batteries au lithium) déployés en grande quantité en même temps.

3. DPS apporte une architecture hautement flexible et une innovation applicative
L'alimentation électrique centralisée et décentralisée est un concept relatif, qui repose essentiellement sur l'échelle et la granularité de l'alimentation électrique. Au niveau applicatif, les solutions d'alimentation électrique centralisée et décentralisée présentent leurs propres avantages et inconvénients.
Certains centres de données nouveaux ou rénovés sont confrontés aux problèmes et défis suivants lors de la conception et de la planification :
1) Le déploiement global du système d’alimentation et de distribution d’électricité nécessite un investissement initial important ;
2) Le taux de charge de l'armoire informatique est faible, le cycle de stockage est long, l'espace U est gaspillé et l'efficacité de fonctionnement est faible ;
3) Il existe de nombreux types de clients/entreprises desservis, la charge fluctue considérablement et la demande future est incertaine ;
4) La transformation des anciens centres de données en vue d’économiser l’énergie se heurte à des problèmes tels que la capacité portante, l’espace insuffisant et la consommation d’énergie élevée ;
Dans l'architecture d'alimentation et de distribution d'énergie décentralisée, DPS peut suivre de près l'évolution des services informatiques grâce à sa granularité suffisamment faible. Il peut ainsi s'adapter à la granularité des armoires informatiques, aux investissements linéaires et réduire les dépenses d'investissement. Parallèlement, grâce à sa proximité avec la charge informatique, il a un impact limité sur le système de distribution d'énergie en amont et dispose d'une forte adaptabilité.

3.1 L'architecture d'alimentation et de distribution d'énergie doit s'adapter à une architecture informatique hybride flexible
Le cloud computing apporte une flexibilité suffisante au traitement informatique, permet de gérer efficacement les fluctuations de l'activité et améliore l'utilisation des ressources informatiques et la disponibilité des systèmes. Du point de vue de l'ensemble de la chaîne de valeur du datacenter, les données constituent le facteur de production principal, l'infrastructure informatique les équipements de production, et le système d'alimentation et de distribution électrique joue un rôle de support auxiliaire. Avec le développement continu des technologies informatiques, la disponibilité des données peut également être garantie et améliorée grâce à la virtualisation, à la redondance distribuée et à la technologie multi-active à distance. Par conséquent, une combinaison efficace de l'infrastructure informatique et de l'infrastructure clé du datacenter permet de répondre aux exigences de haute disponibilité des données des datacenters de niveau A, même avec une infrastructure clé de niveau bas, tout en réduisant l'infrastructure clé de l'ensemble du datacenter. L'investissement et le coût total de possession sont réduits.
À l'heure actuelle, de nombreux fournisseurs de services cloud, sociétés Internet et opérateurs de télécommunications ont exploré et mis en pratique des architectures pertinentes. La spécification de conception de centres de données GB50174-2017 a également synchronisé et expliqué la division des centres de données de niveau A :
1) Pour l'architecture « 1 secteur + 1 UPS/HVDC » qui a été largement utilisée dans le secteur Internet et des opérateurs, elle peut être classée comme données de niveau A si elle répond aux exigences de qualité du réseau électrique en amont et du centre d'alimentation de charge en aval.
2) Lorsque deux ou plusieurs centres de données situés dans des régions différentes sont construits simultanément, servant de sauvegarde mutuelle, que les données sont transmises en temps réel et que l'entreprise répond aux exigences de continuité, l'infrastructure du centre de données peut être configurée selon un système tolérant aux pannes ou selon un système redondant. Autre configuration système.
3) Lors de l'installation d'un centre de données de reprise après sinistre dans la même ville ou ailleurs, celui-ci doit être au même niveau que le centre de données principal. Lorsque les données du centre de données de reprise après sinistre et du centre de données principal sont sauvegardées en temps réel et que l'entreprise répond aux exigences de continuité, le niveau du centre de données de reprise après sinistre peut être identique ou inférieur à celui du centre de données principal.
Dans le secteur financier qui exige une facilité d'utilisation extrêmement élevée, la Banque populaire de Chine a publié le « Plan de développement Fintech (2022-2025) » le 31 décembre 2021 et a clairement proposé la collaboration efficace du « cloud, de la gestion, de la périphérie et du terminal » pour libérer la pression du cloud, répondre rapidement aux besoins des utilisateurs ; adopter activement la technologie de redondance multi-active pour construire un système de reprise après sinistre multi-niveaux hautement fiable ; établir un centre de données vert à haute disponibilité.

3.2 DPS possède des gènes d'architecture 2N, double bus asymétrique, DR, RR

L'architecture 2N se caractérise par une fiabilité et une disponibilité élevées, mais sa configuration tolérante aux pannes pose également des problèmes d'application, tels qu'un faible taux de charge du système, une faible efficacité opérationnelle et des coûts d'investissement et d'exploitation élevés. Afin de mieux équilibrer la disponibilité du système et le coût total de possession, un double bus asymétrique composé d'un réseau secteur et d'un onduleur/CCHT, d'une redondance distribuée (DR) et d'une redondance de secours (RR) est progressivement mis en œuvre au niveau de l'alimentation et de la distribution. Du point de vue du système global du centre de données, différents niveaux d'alimentation et de distribution sont utilisés pour former une architecture combinée pour chaque étape, de la moyenne tension jusqu'à la charge informatique initiale, afin d'optimiser la disponibilité et les coûts du système.

3.3 Cluster de centres de données modulaires à armoire unique « Classe A »

La cloudification informatique a également suscité une réflexion au sein du secteur sur la cloudification de l'alimentation et de la distribution d'énergie. Comparée à l'alimentation centralisée traditionnelle, l'alimentation distribuée DPS présente l'avantage d'une faible granularité, d'une proximité avec la charge informatique et d'une alimentation pour une ou deux armoires informatiques adjacentes. La gestion et le réglage sont plus précis. En connectant en parallèle les sorties CC haute tension DPS réparties dans chaque armoire informatique, un pool d'énergie CC, ou micro-réseau CC, est formé. Grâce à la stratégie de virtualisation de l'énergie, elle peut s'adapter avec flexibilité aux exigences de charge de travail et aux fluctuations des différentes armoires informatiques, et optimiser l'utilisation de l'énergie tout en garantissant la disponibilité.
Les baies informatiques intégrant des technologies de produits distribués telles que les petits jeux de barres, les DPS et les climatiseurs de fond de panier peuvent être considérées comme un « centre de données modulaire à baie unique » indépendant, ou former un « cluster » de « centre de données modulaire à baie unique ». Grâce aux technologies informatiques, la transmission en temps réel des données métier entre les différentes baies informatiques, micromodules et salles informatiques, tout en garantissant la continuité des activités et l'intégrité des données, permet une sauvegarde mutuelle au niveau du centre de données et améliore la disponibilité du système. En s'appuyant sur la définition de la norme nationale GB50174-2017 relative à l'architecture des centres de données de niveau A, ainsi que sur les recherches et les pratiques des fournisseurs de services cloud et de la banque centrale en matière d'architectures redondantes multi-actives, les centres de données multi-actifs utilisant des architectures d'alimentation de bas niveau peuvent également bénéficier d'une disponibilité des données de niveau A, tout en répondant aux objectifs de développement écologique et bas carbone du centre de données.
En résumé, le système d'alimentation distribuée (DPS) présente l'avantage d'être un précurseur par rapport aux onduleurs traditionnels. Sa technologie est avancée et il maîtrise parfaitement les systèmes d'alimentation et de distribution d'énergie efficaces, ainsi que les systèmes auxiliaires performants. Parallèlement, sa structure est extrêmement flexible. Le câblage permet de construire avec souplesse des architectures 2N, T3, DR et RR, avec un boîtier compact et une grande puissance, répondant ainsi aux besoins de divers scénarios de haute disponibilité.

En outre, Composant essentiel de l'infrastructure clé du centre de données, le DPS s'inscrit dans la tendance actuelle de développement du cloud computing et de la construction modulaire de centres de données. Plus flexible et adapté aux technologies de l'information, il est particulièrement adapté aux nœuds de calcul en périphérie et aux centres de données modulaires à armoire unique. Il est adapté aux clusters (comme les centres de colocation), à la faible granularité et aux scénarios de construction par étapes, comme la rénovation écoénergétique d'anciennes salles informatiques.