Электроснабжение дата-центра

Центр обработки данных (ЦОД или дата-центр) – это специализированная платформа для размещения сетевого оборудования и серверов, имеющая специальный комплекс обеспечения электричеством, систему пожаротушения и охлаждения, особую форму организации управления доступом, сложную систему контроля, а также ряд других элементов. Как правило, это помещения больших площадей со сложной инженерной структурой, в которых размещено оборудование для обслуживания информационных сетей резервного копирования и облачного хранения сведений, компьютерная и телекоммуникационная техника.

Центр ориентирован на качественное выполнение информационных услуг для онлайн-бизнеса любого направления. Поэтому электроснабжение ЦОД – важный момент в организации работы площадки. Без питания платформа не сможет гарантировать стабильное функционирование серверов, что негативно скажется на всех пользователях хостинга.

Особенности организации сети питания

Требования к сети зависят от нужного уровня проектируемой эксплуатационной мощности, поэтому могут включать 2 и более линии питания, ИБП, автономный генератор. При проектировании важно учитывать перспективы развития конкретного дата-центра.

Оценка потребностей электроснабжения подразумевает расчет количества энергии, необходимой для бесперебойной работы всего комплекса ЦОД. Вычисления также должны учитывать потребности вспомогательного оснащения: источников стабильного питания, генераторов, вентиляции, кондиционирования, освещения.

Способы реализации электропитания ЦОД

Центр может иметь разный тип снабжения током:

бесперебойный;
гарантированный;
бесперебойный гарантированный.

Последние 2 типа используются для организации автономной работы. При отключении основных источников аппаратура будет питаться от аварийных приборов запаса: генераторов, ИБП. Их интеграция помогает устранить перебои функционирования центра обработки данных, снизить количество отказов оснащения за счет улучшения сети питания.

Для повышения надежности источников стабильного напряжения применяется статический байпас, дублированные блоки питания для электроники, разделение и удваивание сетей управления инвертором, выпрямителем и байпасом. В ситуациях нарушения питания инфраструктуры автоматически включаются в работу генераторы тока.

Действующие стандарты снабжения током

Работа дата-центров регулируются зарубежными правилами конструирования, контроля и расчетов. Такая стандартизация обеспечивает масштабируемость сети и снижение расходов на ее создание, содержание.

Проекты разрабатываются на американском протоколе EIA/TIA-492. Стандарт регулирует основы планирования и освещает много аспектов организации деятельности площадок: общую структуру, основные элементы и топологию, разнообразие подсистем, включая электропитание. Он предлагает последовательный подход к задачам по созданию центров и не имеет аналогов в Европе или РФ. Следование его рекомендациям позволяет приблизиться к высокому уровню надежности.

Классификация центров по отказоустойчивости

Основной показатель функционирования ЦОД в аспекте надежности — отказоустойчивость. Американский стандарт включает 4 класса:

Tier 1 (N). Ремонт оснащения, перебои в работе приводят к остановке площадки, так как ИБП, генераторы, резервация инженерной инфраструктуры отсутствуют.
Tier 2 (N+1). В них есть небольшой резерв, но при вмешательстве нужно останавливать весь центр.
Tier 3 (N+1). Можно проводить восстановительные процедуры без преград в функционировании: есть однократная резервация сети, несколько каналов распределения питания и охлаждения, но постоянно активен один.
Tier 4 (2(N+1)). Функционирует стабильно, даже при ремонте, так как все инженерные сети имеют двукратную резервацию.

При планировании дата-площадки нужно учитывать стоимость применения технологии, показатели потребления энергии и регуляцию температурного режима.

Приемы для стабильного питания

Энергоснабжение ЦОД должно быть стабильным, чтобы система не прекращала работу при отсутствии тока в сети городской коммуникации. Наиболее надежными считаются сети с двойной резервацией. Они демонстрируют наиболее высокую устойчивость к отказам, что гарантирует пользователям постоянную работоспособность хостингов. Для этого в центрах обработки данных предусмотрены:

Аккумуляторные батареи. Свинцово-кислотные, клапанно-рекомбинационные типы с жидким или желейным электролитом отличаются разрядными параметрами, длительности циклического применения. Выбираются с учетом особенностей ЦОД.
Стабилизаторы напряжения. Устраняют перепады напряжения с высокой точностью, что снижает нагрузку на аккумуляторы, ИБП, устраняет риск замыкания или порчи оснащения.
Генераторы. Популярны дизельные установки с высоким запасом времени автономной работы. Комплектуются шумоизоляцией, могут монтироваться внутри помещения или на улице (эти модели имеют герметичный кожух для защиты от погодных осадков).
ИБП. Позволяют создавать сети полного резервирования, при которых активируется одновременно 2 и более устройства. Имеют средства мониторинга, охлаждение, диагностические узлы. Технология двойного преобразования дает стабильный синусоидальный сигнал без искажений.

Повышение надежности проводится за счет сокращения количества внутренних элементов, применения встроенного программного обеспечения и активации параллельных систем резервирования.

Особенности ИБП для ЦОД

Инженерный узел имеет конструкцию, при которой все главные части сети управления повторяются. В структуре центра они выполняют контрольную функцию в удаленном и локальном режиме, осуществляемым через SNMP. Программное обеспечение оборудования современных образцов позволяет применять его со всеми системами управления.

Мощность системы электроснабжения от ИБП зависит от размера платформы. Если предполагается, что ток может отсутствовать продолжительный период, то источники снабжаются дизельными электрогенераторами. Их включение при отсутствии напряжения в магистральном канале происходит в автоматическом режиме. Через несколько минут после запуска их производительность нарастает до заданной мощности.

Модульное и параллельное подключение источников

При планировании дата-платформ на американском стандарте используются модули или параллельное подключение ИБП.

При мощностях до 100 кВА целесообразен первый вариант. Он хорош тем, что модули независимы друг от друга. То есть для замены или ремонта непригодных блоков не потребуется отключать и ремонтировать всю сеть. Параметры каждого блока составляют от 12 кВт до 60 кВт, они компактны, и могут расширяться путем добавления модулей.

Второй вариант востребован при больших мощностях. Данная технология дает большее время безотказного функционирования, высокий КПД и масштабируемость.

Секрет надежности электропитания дата-центра

Обеспечить сеть электроснабжения высокого качества недостаточно для эффективной работы дата-центра. Важно постоянно мониторить ее состояние и систематически проводить сервисное обслуживание.

Вся информация о питании, ДГУ, ИБП, батареях собирается на экранах в центре мониторинга, а при возникновении отклонений от нормы даются оповещения. Для технического персонала обслуживающей компании разработан регламент сервиса, согласно которому проводится регулярный осмотр, диагностика узлов, кабелей. В конце каждой проверки составляется протокол, содержащий все характеристики проводимого обслуживания.

Выводы и рекомендации

Центр обработки данных – это непростой инфраструктурный объект, который обеспечивает процесс хранения и обработки сведений. Для его стабильной работы необходимо предусмотреть продуманную сеть энергоснабжения. Для этого важно учесть такие факторы:

Подача электропитания должна быть одновременно из нескольких источников.
Обязательно наличие генераторов, обеспечивающих бесперебойный функционал за счет топлива. Время автономной работы при 75%-ной нагрузке должно быть максимальным.
Требуются одинаковые нормы надежности снабжения током для компьютерной комнаты и помещения внешних коммуникаций.
Система энергоснабжения дата-центра должна учитывать потенциальные сценарии нарушений и обеспечивать двукратное резервирование (2N).
Сеть платформы не должна иметь одиночные точки отказа.
Структура питания должна позволять выполнять оперативный ремонт с отключением только участков кабельных систем и щитового оборудования.
Инженерные коммуникации подключаются через распределительные электрощиты. Важно: даже качественная и продуманная система электроснабжения ЦОД нуждается в постоянном контроле. Функция мониторинга позволит контролировать жизнедеятельность центра и даст возможность быстро отреагировать в случае сбоя.

Ну а если вы в данный момент выбираете надежный ЦОД для своего бизнеса, предлагаем ознакомиться с условиями предоставления услуг на официальном сайте ЦОД “Датахата” (Беларусь, Минск).