首先我給大家匯報一下施耐德在開放計算領(lǐng)域所做的工作,施耐德在ODCC和國外的OCP這兩家最重要的開放計算組織的成立之初即加入成為第一批會員。同時2017年7月加入了新成立的微軟牽頭的open 19協(xié)會(機柜方面的組織),同時施耐德也是green grid綠網(wǎng)的重要成員。大家都知道施耐德在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域發(fā)布了200多篇技術(shù)白皮書,最近施耐德又在OCP領(lǐng)域發(fā)布了兩篇重要???????白皮書,一個是228號,用于OCP設(shè)計的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)分析,還有232號白皮書,描述了OCP PSU與傳統(tǒng)PSU對比分析,另外還發(fā)表了一個關(guān)于OCP架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)投資成本的計算器。同時我們也做了一個參考設(shè)計,完全基于OCP的理念和架構(gòu),采用間接風冷,56兆瓦、55000平方米的數(shù)據(jù)中心的設(shè)計供大家參考。

回顧這幾年以來我們跟ODCC的合作,到今天,我們研發(fā)定制提供了一大批基于ODCC理念的產(chǎn)品和解決方案,比如天蝎機柜、定制化的行級空調(diào)、頂置空調(diào),也給多個ODCC重要伙伴提供了微模塊以及電力模塊的解決方案。最近施耐德還投資了一家液冷的公司,專門研究液冷方面的解決方案,目前已經(jīng)在波音、勞斯萊斯等工業(yè)制造領(lǐng)域得到運用。
前面是關(guān)于我們對施耐德在ODCC和OCP領(lǐng)域一些成果的匯報。下面給大家簡單分享一下我們施耐德在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域基于企業(yè)級數(shù)據(jù)中心標準化解決方案的思考和理念。
大家都知道,施耐德是一家提供硬件、軟件和整體的數(shù)據(jù)中心全生命周期服務(wù)的公司,在硬件方面我們可以提供白區(qū)的模塊化的解決方案(各種微模塊),在灰區(qū)領(lǐng)域也提供相應(yīng)的模塊化解決方案,包括電力模塊、水利模塊、冷凍水機組模塊、間接新風模塊、集裝箱模塊。其中部分的灰區(qū)模塊也應(yīng)用在了ODCC的重要成員。
在整個解決方案里面眾所周知供配電系統(tǒng)是施耐德最強大的方面,下面跟大家分享一些我們在供配電領(lǐng)域的創(chuàng)新。
前段時間我們收購了ATS全球重要制造商Asco公司,豐富和完善了我們的產(chǎn)品線和技術(shù)。我們新推出了在行業(yè)里面具有里程碑意義的革命性的UPS產(chǎn)品VX,在整個供配電領(lǐng)域強化了數(shù)字化,比如新推出來的MTZ系列框架式數(shù)字斷路器,可以直接用手機通過藍牙的方式來控制斷路器的操作,比如說合閘和斷開的操作,不需要人去真實的操作搬動這個開關(guān)的把柄。數(shù)字化是我們在整個供配電領(lǐng)域這幾年一直關(guān)注并提升的領(lǐng)域。除此以外我們還提供對供配電系統(tǒng)的云服務(wù),將用戶的產(chǎn)品和系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)連接到施耐德的云服務(wù)器,施耐德工程師提供24小時的管理服務(wù)。
我們在鋰電池方面也做了相當?shù)难芯?,不管是基于ODCC的天蝎機柜的鋰電池的模塊,還是基于我們傳統(tǒng)的UPS產(chǎn)品的應(yīng)用,我們都取得了進展。對數(shù)據(jù)中心來講不單單要考慮UPS延時,還要考慮制冷延時,如果是10KW機柜密度以上的數(shù)據(jù)中心,同時配備發(fā)電機的數(shù)據(jù)中心,我們認為采用鋰電池就是一個非常正確和明智的選擇。我們的調(diào)研認為,今天可能鋰電池的價格是???????酸電池的1.5倍,但是由于電動汽車對鋰電池行業(yè)的驅(qū)動,鉛價格的持續(xù)上漲,到了明年鋰電池的價格就會跟鉛酸的價格大致平齊了。如果考慮到整個生命周期所有的費用,包括電池更換的費用,我們會發(fā)現(xiàn)鋰電池具有絕對的優(yōu)勢。鋰電池我們認為是供配電行業(yè)非常重要的一個革命。
下面再分享一下我們認為的UPS行業(yè)的三個重要創(chuàng)新和突破。
第一個方向是大功率UPS供配電系統(tǒng)的架構(gòu),以1500KW N+1并機系統(tǒng)為例,傳統(tǒng)的方案一般采用4臺500KVA的UPS直接并機的方式,為了節(jié)省成本,會不使用1500KW的公用靜態(tài)旁路,可用性降低了。另外,現(xiàn)場要為4臺UPS單獨配置輸入輸出電纜、輸入輸出開關(guān)等,對UPS系統(tǒng)的輸入輸出配電柜和現(xiàn)場施工都有要求,也需要考慮這部分的成本。目前有一種新的大功率UPS系統(tǒng)的架構(gòu)更有優(yōu)勢,即模塊化的架構(gòu),它不是采用500K的顆粒度,是采用250K或者200K的顆粒度的柜體,所有的功率柜體間強電采用銅排連接,功率柜體內(nèi)置可控的接觸器取代了斷路器開關(guān),這套方案不再需要為每個UPS功率柜外部配置開關(guān),不再需要為每個功率柜配置交直流電纜,同時該方案還包括一套1500KW的靜態(tài)旁路系統(tǒng),整個系統(tǒng)的可用性更高。兩種方案對比下來成本相當,但是新的多臺250K功率柜+公用靜態(tài)旁路的并機方案,在系統(tǒng)可用性、現(xiàn)場安裝部署的標準化和快速性、擴容靈活性、維修性、可操作性等方面遠遠高于傳統(tǒng)的多臺UPS直接并機的架構(gòu)。
第二個創(chuàng)新方向是UPS電源的運行模式。傳統(tǒng)的大功率UPS都是逆變器給負載供電的,我們叫逆變器優(yōu)先模式,逆變器出了問題再切換到旁路的市電供電。但是,可否反過來思考,旁路優(yōu)先模式行得通嗎?旁路的市電可以給負載直接供電嗎?其實是可以的,IT設(shè)備對市電電壓的質(zhì)量要求為-20%,+10%,絕大部分市電(或者經(jīng)過簡單處理)都滿足這一要求。因此,從2011年???????,各大廠商的UPS電源都具備旁路優(yōu)先的運行模式,也叫ECO模式。但市電直接給IT負載供電會有一些問題,比如功率因素可能只有0.9,諧波電流20%等,另外當旁路市電有問題需要切換時,現(xiàn)有的技術(shù)也不一定能夠百分之百切換到逆變器,切換可能有間斷,造成斷電故障等等。施耐德經(jīng)過研究推出一種新的方案,叫做超級旁路優(yōu)先運行模式,這種模式下還是以旁路市電供電為主,但這時候逆變器是在工作的,逆變器和市電進行并聯(lián),市電回路提供有功功率和基波電流,逆變器提供無功功率和諧波電流,這樣的架構(gòu)之下會發(fā)現(xiàn)它的功率因素是0.99,諧波含量小于3%,而且市電有問題需要切換時是沒有切換時間的,因為逆變器一直在工作的。我們認為新的超級旁路優(yōu)先運行模式,由于正常工作時功率部件只流過很少的電流,因此降低了功率器件的老化速度,提高了???命???提???了UPS供配電系統(tǒng)的可用性,同時也輕松提高了系統(tǒng)運行的效率到99%。
第三個創(chuàng)新在電氣變換架構(gòu)。采用了新的四電平的逆變器技術(shù)。有的用戶說你不能用市電給我的負載供電,我的業(yè)務(wù)很重要,我不能斷電的,我還是想用逆變器供電。在大功率UPS電氣變換架構(gòu)的演進過程中,是經(jīng)過傳統(tǒng)的工頻機,最后過渡到高頻機,工頻機、高頻機只是一個叫法,其本質(zhì)上是采用什么樣的電壓升壓方式的問題,工頻機采用了交流升壓,由于直流母線電壓只有472V,不能逆變出220V交流電,必須在逆變器后面加一個升壓變壓器,將逆變器輸出的180V左右的交流電升壓到負載需要的220V。變壓器體積大重量大能耗高,為了取消變壓器,高頻機采用了DC/DC直流升壓技術(shù),直流母線電壓達到800V,直接逆變出220V交流電。
但是直流母線電壓太高,會影響到UPS的可靠性,800V直流母線電壓就必須要采用1200V耐壓值的IGBT,而1200V耐壓的IGBT其理論失效率是800V耐壓IGBT(工頻機采用)的十倍。必須想辦法降低800V直流母線電壓,采用理論失效率更低的IGBT或MOS場效應(yīng)管。施耐德的第一步是把直流母線電壓從800V降到750V,僅僅是降了50V,但我們發(fā)現(xiàn),逆變器的可用性在實際場地應(yīng)用中得到了很????的提高。第二步是采用三電平逆變器,直流母線電壓為400V。第三步是研發(fā)出先進的四電平逆變器,直流母線電壓266V,遠低于工頻機的472V直流電壓,在實踐中證明采用四電平逆變器技術(shù)的UPS電源功率模塊的故障率大幅度降低。
這是我今天給大家分享的幾個重要的UPS產(chǎn)品的技術(shù)變革的方向,重復一下:第一個是采用250KVA功率柜體的模塊化架構(gòu)的公用靜態(tài)旁路的大功率的UPS并機供配電系統(tǒng)。第二個,我們認為UPS的運行模式其實可以從傳統(tǒng)的逆變器優(yōu)先的模式,能夠突破到今天我們倡導的超級旁路優(yōu)先的模式。第三個,即更高可用性和更高效率的四電平的逆變器。

