По прогнозам Frost&Sullivan, до 2010 г. мировой рынок ИБП будет расти на 10-12% в год и достигнет 10 млрд долларов (для сравнения: в прошлом году его объем превысил 6 млрд долларов). Подъем связывают с развитием рынка ИТ и телекоммуникаций, ведь более 40% проданных систем бесперебойного питания используется для защиты серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования. По подсчетам IMS Research, в прошлом году оборот мирового рынка ИБП увеличился почти на 20%, причем наибольшим спросом пользовались трехфазные ИБП с двойным преобразованием.

Аналитики IMS Research ожидают, что в ближайшее время наиболее быстрыми темпами (почти на 25% в год) будут расти продажи мощных ИБП (100-500 кВА), и объясняют это масштабной инсталляцией трехфазных ИБП прежде всего в ЦОД, отрасли здравоохранения, ИТ и финансовом секторе. По предварительным оценкам, в 2007 г. в регионе ЕМЕА оборот рынка ИБП составит 1,7 млрд долларов.

На российском рынке ИБП в первом полугодии 2007 г. было продано около 1,1 млн ИБП почти на 200 млн долларов, сообщают в ITResearch. Рынок вырос на 15% в количественном и на 34% в денежном выражении по сравнению с аналогичным периодом 2006 г., что говорит о смещении продаж в сторону более дорогих корпоративных решений. Значительный рост отмечается в сегменте систем с двойным преобразованием — примерно на 60% в количественном и денежном выражении. В результате по обороту на эти ИБП уже приходится около половины рынка, хотя еще несколько лет назад — не более трети.

По данным ITResearch, в текущем году ни один из сегментов рынка ИБП не подвергся ценовой эрозии (в отличие от большинства других отраслей ИТ). Динамика продаж в каждом из них в денежном и натуральном показателях схожая, а различия, наибольшие в сегменте систем с двойным преобразованием младшего класса, аналитики объясняют перераспределением долей вендоров, каждый из которых старается выдерживать свой ценовой уровень. Хотя на рынке ИБП ожидалось значительное подорожание в связи с повышением цен на медь, свинец, полимеры и пр., эти факторы пока никак не сказались. Однако мировой рост цен на свинец стимулирует инвестиции в исследования альтернативных источников энергии для нужд бесперебойного питания.

APC-MGE, входящая в Schneider Electric, остается лидером российского рынка ИБП, контролируя около 50% в денежном выражении, что, впрочем, меньше традиционных для нее 60%. Между тем в натуральном выражении ее отрыв от конкурентов теперь минимален. Если на массовом рынке продукция APC соперничает прежде всего с ИБП под торговыми марками Ippon, PowerCom и Powerman, то на рынке «тяжелых» систем ей противостоят Chloride, Eaton Powerware, GE DE и Emerson Liebert.

Одним из основных движущих факторов роста отечественного рынка ИБП является повышение требований информационных систем к электропитанию и осознание необходимости качественного бесперебойного питания серверных помещений и ЦОД. По словам Александра Широкова, старшего менеджера группы продаж ИБП НПК «Катарсис», поставляющего ИБП MGE и Socomec UPS, сейчас практически все мощные системы строятся на базе ИБП с двойным преобразованием. К ним относятся и модульные, резервируемые системы, используемые главным образом в ЦОД. По мнению Анатолия Маслова, эксперта по оборудованию Chloride, на рынок ИБП заметное влияние оказывает увеличение мощностей строящихся ЦОД, где применяются централизованные системы бесперебойного гарантированного электропитания (СБГЭ), обычно на базе ИБП мощностью более 10 кВА класса Voltage Frequency Independent (VFI). Повышение требований к выходным параметрам ИБП для питания ответственных нагрузок, восприимчивых к колебаниям напряжения и частоты (серверное и телекоммуникационное оборудование и др.), обуславливает использование именно техноло-
гии VFI.

В компании «Мэйдекс» считают, что далеко не все заказчики готовы вкладывать большие средства в СБГЭ. Однако, по мнению специалистов «Катарсис», многие начинают понимать, что гарантированное электропитание стоит дорого и за это надо платить. В «ЭкоПрог» отмечают стремление заказчиков обеспечить дорогостоящее оборудование ИТ надежным электроснабжением на базе ИБП с двойным преобразованием, что способствует росту этого сегмента. Все чаще они оказываются готовы финансировать СБГЭ не по остаточному принципу, а в соответствии с технической необходимостью использования этих систем. По утверждению Анатолия Маслова,
в первую очередь внимание акцентируется на надежности СБГЭ, а стоимость отходит на второй план, так как, например, потеря банковской информации или простой серверов оператора сотовой сети вызовет несоизмеримо большие убытки.

В России наблюдается настоящий бум строительства ЦОД. Рост рынка ИБП старшего класса подстегивают и периодические перебои в отечественных энергосистемах, убеждающие потенциальных заказчиков, что к этой проблеме следует подходить со всей серьезностью. Как следствие, сегмент рынка «тяжелых» решений для централизованных СБГЭ оказывается одним из наиболее динамичных.

СПЕЦИФИКА ЦОД

Системы энергоснабжения в ЦОД реализуются как системы с бесперебойным, гарантированным и бесперебойным гарантированным электроснабжением. Последние применяются, когда необходимо обеспечить длительную автономную работу: в случае отключения основных источников электроснабжения оборудование питается от аварийных генераторов и ИБП. Внедрение ИБП помогает не только избежать перебоев в работе ЦОД, но и уменьшить число отказов оборудования за счет повышения качества электропитания.

Технология ИБП развивается в направлении увеличения плотности и мощности устройств, уменьшения их габаритов и веса. По словам Анатолия Маслова, производители активно продвигают бестрансформаторные решения, предлагая трансформаторы в качестве дополнительного оборудования. В числе наиболее важных характеристик ИБП для ЦОД — экономичность, резервирование мощности, техническая поддержка, наличие средств мониторинга. Сергей Воробьев, менеджер по региональным продажам компании «Мэйдекс», среди направлений развития технологии ИБП и систем электропитания в ЦОД отмечает увеличение емкости ИБП при сохранении их массо-габаритных характеристик. С ним согласен Николай Трипольский, начальник отдела систем специализированного электропитания Центра инжиниринга компании «ЭкоПрог». Кроме того, по его мнению важными тенденциями рынка ИБП являются также упрощение конструкции источников питания и смещение акцента в сторону модульных систем.

Среди характеристик ИБП, применяемых для создания отказоустойчивых систем электроснабжения ЦОД, сотрудники «Катарсис» выделяют высокую надежность, поддержку инструментов мониторинга и управления и средств оповещения о низком заряде аккумуляторных батарей, резервирование мощности, наличие системы охлаждения тепловыделяющих компонентов.

Современные ИБП должны отвечать стандартам безопасности, качества и электромагнитной совместимости. Возможность удаленного мониторинга и превентивной диагностики состояния оборудования, как поясняет Станислав Коларж, генеральный директор «Абитех», позволяет прогнозировать выход из строя отдельных компонентов, планировать их ремонт или замену. ИБП, объединяемые в СБЭ, должны обеспечивать растущие (иногда непредсказуемо) потребности в электропитании, поэтому необходимо предусмотреть возможность модернизации устройств и наращивания мощности. Повышение эффективности работы систем электропитания при различных нагрузках приводит к снижению тепловыделения и уменьшению прямых и косвенных затрат на электроэнергию.

Применяемые в ЦОД ИБП должны обладать высокой эффективностью (КПД), в том числе при неполных нагрузках (50-80%), занимать минимальную площадь, позволять создавать системы с заданным уровнем резервирования, иметь средства контроля своего состояния и интеллектуальные алгоритмы превентивной диагностики, обеспечивать работу с активно-емкостной нагрузкой при минимальном снижении выходной мощности, подчеркивают в «Абитех».

Однако нельзя ограничиться только высокой надежностью и обеспечением резервирования ИБП — всю систему электропитания ЦОД следует реализовать на соответствующем уровне. Требования рынка могут обгонять требования стандартов, поэтому технические характеристики ИБП должны превосходить действующие нормы. Основными по-прежнему являются требования стандартов безопасности и электромагнитной совместимости. ИБП применяются для аварийного питания не только систем ИТ (серверов, систем хранения, сетевого оборудования), но и систем кондиционирования и охлаждения.

НАДЕЖНОСТЬ И ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ

Создание отказоустойчивых систем электроснабжения предполагает, прежде всего, надежность ИБП. Это касается аккумуляторов, стабилизаторов, печатных плат и других компонентов ИБП. Как правило, современная элементная база позволяет сократить количество внутренних элементов, уменьшить число соединений и увеличить надежность ИБП. Последнее достигается за счет схемотехнических решений производителя, применения элементной базы надлежащего качества и встроенного ПО, а в дальнейшем — посредством внедрения параллельных систем с резервированием.

Для повышения надежности ИБП с двойным преобразованием применяется статический байпас (резервирующий инвертор) и другие конструктивные решения — дублированные блоки питания для электроники ИБП, разделение и дублирование систем управления инвертором, выпрямителем и статическим байпасом. Для надежной работы полупроводниковых схем ИБП необходимо поддерживать оптимальный температурный режим. Важная функция — контроль работоспособности и возможность «горячей» замены батарей.

Существенное значение имеют быстродействие и эффективность алгоритмов управления (практически все ИБП используют цифровую систему управления). Для удаленного администрирования ИБП удобна встроенная поддержка SNMP, что позволяет следить за состоянием самого ИБП и системы электропитания. SNMP, Web/XML, различные сигнальные контакты и другие возможности предлагают практически все производители ИБП, ориентированных на установку в ЦОД, а их ПО совместимо с различными средами управления (HP OpenView и др.).

ИБП, как важнейший элемент инфраструктуры ЦОД, должен поддерживать локальный и удаленный контроль основных параметров (входное и выходное напряжение, величину нагрузки, прогнозируемое время автономной работы) и состояния (переход на работу от батареи, переключение на байпас, работа от сети, программируемое отключение). Как правило, такой контроль осуществляется по SNMP. Управление — изменение режима работы или некоторых параметров — реализуется в первую очередь для устройств малой мощности («розеточных» ИБП). В мощных трехфазных ИБП обычно не предусматривается отключение нагрузки, а лишь запуск теста (например, быстрый функциональный тест АКБ) или переключение на статический байпас. Обычно поддерживается интеграция средств мониторинга ИБП с системами сетевого управления (NMS).

Поддержка дистанционного отключения ИБП чревата непредсказуемыми последствиями, особенно при несанкционированном доступе к системе. Гораздо безопаснее средства мониторинга, которые можно интегрировать в любую диспетчерскую систему. Для их резервирования предлагается создавать многоуровневую систему мониторинга, например по SNMP, по Modbus и с помощью «сухих контактов» ИБП. Здесь все определяется требованиями заказчика. Некоторые производители реализуют различные способы оповещения оборудования ЦОД о низком заряде аккумуляторных батарей для корректного выключения систем ИТ. Для увеличения времени автономной работы используют внешние модули батарей.

Для повышения надежности системы электроснабжения ЦОД традиционно применяются такие методы, как резервирование ИБП и установка дизель-генераторов (ДГУ). При низком коэффициенте нелинейных искажений (THD) и близком к единице коэффициенте мощности достаточно ДГУ с меньшим запасом по мощности, что дает дополнительную экономию. При использовании ИБП с «чистым» входом минимизируются токи гармоник в электросети, а генератор работает на номинальную нагрузку. И только процессы включения/выключения ИБП или перехода его на работу от батареи и обратно от сети требуют незначительного запаса по мощности ДГУ. Когда ДГУ работает с нелинейной нагрузкой, в некоторые моменты времени энергия в конденсаторах возвращается на выход дизель-генератора, в результате чего создается повышенное напряжение. Оно воспринимается системой как сбой, и ДГУ отключается. Этот эффект проявляется на малой нагрузке и уменьшается по мере ее стремления к номинальному значению. При выборе ИБП для системы электропитания, оснащенной ДГУ, необходимо учитывать и добавочную мощность в режиме заряда батарей.

Иногда нужный заказчику уровень надежности обеспечивается и без ДГУ. Например, инженерная инфраструктура ЦОД в головном офисе компании «МИР» в Москве, включая систему распределения электропитания стоек и резервированную систему с ИБП General Electric, способна поддерживать работу ЦОД в течение 30 мин в случае отключения электропитания. В «АйТи», которая реализовала этот проект, отмечают, что ИБП от GE хорошо показали себя в предыдущем проекте и были выбраны, в частности, из-за их небольшой массы и габаритов, поскольку площадь ЦОД оказалась ограниченной. На данном этапе проект не предусматривает применения ДГУ, поэтому длительность автономной работы от ИБП определялась заказчиком как необходимое время для принятия решения о переключении на второй ввод электропитания и самого переключения. При отказе электросети от ИБП питаются и кондиционеры.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ПИТАНИЕ

Как было отмечено в предыдущем разделе, надежность можно повысить путем резервирования компонентов как в рамках одного ИБП, так и с помощью построения параллельных систем, для чего применяется несколько схем, включая схемы с общим байпасом и электронными коммутаторами питания, когда нагрузка переводится на резервный ИБП в случае отказа основного. При техническом обслуживании байпас обеспечивает питание оборудования, минуя ИБП, что является важным требованием для систем высокой надежности. К тому же современные ИБП предусматривают «горячую» замену большинства компонентов. Что касается модульных систем бесперебойного питания, то, по мнению представителей «Катарсис», обоснованность их применения зависит от решаемой задачи. Кроме того, когда основным критерием является надежность, преимущество имеет мощная централизованная система. Если же нагрузка небольшая, и заказчик готов мириться с вероятным отказом одиночного ИБП, то вариант со стоечными ИБП намного дешевле.

По словам Станислава Коларжа, более 80% всех ЦОД в Европе используют централизованную архитектуру СБЭ, при которой мощные ИБП, объединенные в параллельные системы, монтируются в отдельных помещениях и оснащаются собственными системами кондиционирования. Такое решение снижает тепловую нагрузку в серверных, позволяет разделить зоны ответственности для технического персонала, упрощает диагностику и обслуживание оборудования, отвечающего за электропитание. В Socomec UPS преимущество отдают смешанным схемам резервирования с центральным ИБП (N+1) и ИБП в стойках.

Хотя применение модульных или монолитных ИБП зависит от конкретной ситуации, преимущество последних заключается в большей надежности — так утверждает Анатолий Маслов. Например, у ИБП Chloride 70-Net на 60 кВА MTBF превышает 30 лет, чем модульные системы похвастать не могут. Разница в надежности обусловлена большим количеством разъемных соединений (блоки ИБП, аккумуляторные батареи, системы мониторинга и даже автоматы на блоке распределения), значительной концентрацией элементов силовой электроники в малом объеме, низкой надежностью звена постоянного тока (из-за высокого напряжения в батарейной подсистеме и наличия общей точки отказа на батарейных предохранителях). Частичное резервирование модульных ИБП, в отличие от полного у монолитных, тоже снижает надежность системы.

Однако специалисты «Абитех» считают, что корректнее говорить не о монолитных и модульных ИБП, а о «горизонтальной» и «вертикальной» модульности. Параллельная система по сути уже является модульной, т.к. состоит из нескольких однотипных устройств. InfraStruXure от APC или Nfinity от Emerson относятся к вертикальным модульным системам, а параллельные системы RPA (GE) или HotSync (Eaton) — к горизонтальным. Как правило, в ЦОД с централизованной архитектурой электропитания используются последние. Они обеспечивают повышенную мощность при минимальном числе модулей, а значит, более высокую надежность.

Chloride предлагает построение параллельных систем по трем схемам: распределенной (каждый ИБП в параллельной системе со своим байпасом), централизованной (одна линия байпаса на параллельную систему) и High Fault Clearance (HFC), которая объединяет две предыдущие и обеспечивает диспетчеризацию сбоев электропитания с синхронным переключением на доступные резервные линии. Первая схема устраняет единую аппаратную точку отказа системы, вторая исключает человеческие ошибки, а третья обладает преимуществами распределенной и централизованной систем.

У Eaton технология параллельной работы HotSync помогает распределять нагрузку между ИБП без дополнительных кабелей связи. Она реализована во всех трехфазных ИБП Eaton Powerware и, в отличие от схемы «ведущий-подчиненный», работает и при разрыве связи между ИБП. Как утверждается, HotSync на порядок уменьшает вероятность сбоя по сравнению с обычным параллельным подключением, а на калибровку и включение параллельной системы ИБП понадобится не более двух минут. Технология управления зарядом позволяет заряжать батареи только тогда, когда это действительно необходимо, в результате срок их службы увеличивается почти на 50%.

В ИБП серии SG PurePulse от GE наряду со встроенным статическим байпасом для повышения надежности предусматривается параллельное подключение систем с заданным уровнем резервирования (от N+1 до N+M), а также использование дублированных систем с резервированием кабельных линий и распределительных устройств (2x(N+M)). При построении последних применяются системы синхронизации и статические переключатели нагрузки. Параллельные системы реализуются по одноранговой технологии RPA от GE, подразумевающей резервирование на уровне отдельных компонентов.

МОЩНОСТЬ «ПО ТРЕБОВАНИЮ»

Потенциал для дальнейшего развития и масштабирования — один из критериев «оптимального ЦОД», поэтому в СБГЭ производители всегда закладывают возможность наращивания. Важным критерием выбора того или иного оборудования служит предполагаемый шаг дискретного увеличения мощности.

В «Катарсис» указывают, что наиболее оптимальной для ИБП является нагрузка в 60-85% от номинальной мощности. Обычно для ЦОД выбирают ИБП, запас мощности которых составляет 20%. При резервировании этот показатель удваивается, и, как отмечают в APC-MGE, в результате ИБП используется в среднем на 30%. Этот производитель пропагандирует кластерную модульную технологию, использование которой позволяет приблизить мощность ИБП к фактической нагрузке и наращивать ее по мере необходимости. Утверждается, что модульный подход дает заказчикам возможность сэкономить на обслуживании за счет средств самодиагностики и замены модулей в «горячем» режиме.

Для достижения очень высокой надежности используются системы с резервированием 2(N+1), что означает дублирование подсистем, каждая из которых, в свою очередь, обладает избыточностью. Это позволяет исключить единую точку отказа при расширении инфраструктуры ЦОД. По словам Николая Трипольского, в одну стойку нового ИБП Newave Conceptpower DPA можно установить до пяти модулей по 40 кВт, причем стойки допускают и параллельное включение. При этом предусматривается общий ручной сервисный байпас на всю систему и статические байпасы в каждом модуле ИБП, работающие синхронно в автоматическом режиме. Компания Newave уже несколько лет выпускает модульные системы Upgrade300 с модулями на 60 80, и 100 кВА (до трех модулей в одной стойке).

Для параллельного включения более трех моноблочных ИБП по схеме с общей шиной разработчики Emerson рекомендуют использовать мультимодули с общим автоматическим статическим и ручным сервисным байпасом на несколько источников питания. Байпас выбирается с учетом развития системы (увеличения мощности).

Для разных ситуаций предлагаются разные подходы к организации бесперебойного питания: стоечные ИБП в ЦОД или внешние централизованные системы ИБП, устанавливаемые в отдельном помещении. В Chloride рекомендуют централизованные системы, а варианты с ИБП в стоечном исполнении считают целесообразным применять в небольших серверных или использовать как ИБП второго уровня. Оборудование компании предусматривает добавление параллельных ИБП или СБП, электронных автоматов выбора линии (Complete Reliability On-Line Static Switch, CROSS) и объединительных кабинетов (Common Output Cubicle, COC). По словам Анатолия Маслова, Chloride предлагает схемы с любой избыточностью и различными возможностями наращивания, на основе распределенных систем, централизованных и систем повышенной надежности High Fault Clearance (HFC). Последняя обеспечивает диспетчеризацию сбоев электропитания и позволяет переключаться на любые доступные резервные линии, для чего имеется интеграция с CROSS.

«ЗЕЛЕНЕЮЩИЕ» ИБП

По информации HP, на ИБП приходится около 12% потребляемой в ЦОД мощности (см. Рисунок 1). Аналитики APC дают схожие данные для ИБП — 11%. По данным «Абитех», из 1 МВт подаваемой в ЦОД электрической мощности около 40% потребляют системы охлаждения, а 10% приходится на потери ИБП, кабельных линий и остального оборудования распределения электроэнергии. Энергопотребление ИБП составляет заметную статью расходов. КПД ИБП лишь немногим превышает 90%, (для бестрансформаторных —
примерно 95%, для трансформаторных — 92%), особенно при неполной нагрузке, характерной для высокого уровня резервирования. Остальная энергия рассеивается в виде тепла (для ИБП мощностью 100 кВА — это 3-8 кВт). Выбор ИБП с более высоким КПД даст заметную экономию электроэнергии. Например, по подсчетам Eaton, улучшение КПД на 1% при нагрузке 100 кВт означает экономию
8760 кВт в год. От КПД зависит и время автономной работы.

Рисунок 1. По информации HP, на ИБП приходится около 12% потребляемой в ЦОД мощности.

По мнению Анатолия Маслова, именно повышение КПД — основное направление развития технологии ИБП. Даже незначительное его увеличение заметно уменьшает потребляемую полную мощность ИБП, тепловыделение и, следовательно, затраты на систему кондиционирования. Он считает, что повысить КПД можно, в частности, упрощением ИБП. Например, некоторые производители заявляют о КПД величиной 94-95%, но подобные параметры характерны для ИБП с 6-импульсным выпрямителем. Такой выпрямитель с THDI 35% (суммарные гармонические искажения) в современных системах СБГЭ неприемлем: необходимы активные фильтры с собственным КПД. Chloride для оптимизации КПД не стремится упрощать ИБП путем ухудшения других важных характеристик, а предлагает цифровой интерактивный режим (Digital Interactive Mode, DIM), который позволяет повысить КПД до 98% (за счет прямого питания нагрузки при удовлетворительных параметрах электросети; в случае выхода напряжения сети за допустимые пределы нагрузка переключается на питание через линию двойного преобразования менее чем за 0,5 мсек).

По словам Станислава Коларжа, на экономичность ИБП влияют характеристики полупроводниковых элементов в составе выпрямителя и инвертора, дополнительные трансформаторы (гальваническая развязка), эффективность и точность систем измерения и управления. Например, благодаря более эффективному алгоритму управления иногда удается увеличить КПД на 0,5-1% или изменить его характеристику так, чтобы она была максимальной при неполной нагрузке.

В Chloride считают, что оптимизация работающих в ЦОД систем должна быть комплексной. Систему кондиционирования предлагается подключать к отдельной СБЭ, работающей в режиме оптимизации КПД с непрерывным мониторингом параметров электропитания, что позволяет экономить до 3% электроэнергии.

Энергоэффективность ИБП в большей степени интересует зарубежных заказчиков, где этому направлению уделяется самое пристальное внимание. Однако в России, как подчеркивает Николай Трипольский, тоже начинают считать затраты на эксплуатацию различного оборудования, в том числе на ИБП, поскольку, согласно прогнозам РАО ЕЭС, к 2020 г. цены на электроэнергию вырастут
в 2,5-3 раза.

AC/DC — ОДНОГО РАЗА ДОСТАТОЧНО?

Стремясь оптимизировать функционирование ЦОД, специалисты нередко упускают из виду преобразование в ИБП переменного тока в постоянный (AC/DC) и обратно. Эффективность источников питания у серверов составляет 70-80%, т. е. 20-30% электроэнергии рассеивается в виде тепла. Это вынуждает не только переплачивать за электроэнергию, но и увеличивать инвестиции в системы охлаждения. По данным Ecos Consulting, компании могут сэкономить, по разным оценкам, 10-25%, если переведут мощности ЦОД на питание от постоянного тока.

В классическом ИБП с двойным преобразованием основная доля потерь приходится на инвертор, как поясняют в «Абитех», поэтому исключение его из системы позволяет повысить КПД (в системе «выпрямитель-АКБ» он может достигать 98%). Однако для широкого применения таких систем необходимо, чтобы основная часть нагрузки имела блоки питания постоянного тока с достаточно широким входным диапазоном напряжения (поскольку напряжение на заряженной и разряженной батарее может отличаться на 30-40%). Кроме того, из-за относительно высокого падения напряжения на кабелях расстояние между системами питания DC и нагрузкой для постоянного тока должно быть меньше, иначе потребуются кабели большего сечения.

Переход на питание от источника постоянного тока означал бы замену всех систем распределения питания (PDU) и ИБП, кабелей электропитания, оснащение стоек медными шинами электропитания большего сечения, замену самих систем ИТ. Данный подход имеет серьезные недостатки даже в случае построения ЦОД «с нуля». Дело в том, что выбор оборудования с питанием постоянного тока ограничен, поэтому цены на него обычно выше. По оценкам аналитиков, строительство ЦОД с высоким уровнем резервирования (Tier IV) по такой схеме обойдется до 40% дороже, и не всегда начальные инвестиции компенсируются снижением эксплуатационных расходов. Наконец, дополнительные средства придется потратить на обучение технических специалистов.

Тем временем производители совершенствуют блоки питания переменного тока. Например, в серверах IBM BladeCenter их эффективность достигает 90%, по данным производителя. Если такая тенденция продолжится, то идея перехода на постоянный ток в ЦОД окончательно потеряет привлекательность.

ВСЕ В ОДНОМ

Для создания комплексных систем защиты некоторые производители предлагают интегрированные продукты. Масштабируемые решения Emerson Liebert X-Treme, APC InfraStruXure, Rittal RimatriX5 объединяют в единой архитектуре системы охлаждения и электропитания, обеспечивающие стабильную работу оборудования с разными уровнями тепловыделения. Ряд предприятий, создающих ЦОД с учетом требований масштабирования нагрузки и оснащающих их средствами контроля и управления, уже сделали выбор в пользу таких комплексных решений от одного поставщика.

Леонид Юль, менеджер по инженерной инфраструктуре компании «АйТи», считает, что если в дальнейшем предполагается расширение ЦОД, то реализовать такой проект разумнее на базе комплексных решений. Когда расширения ЦОД не предусматривается, например, по причине его ограниченной площади, то выбор зависит от приоритетов, которыми руководствуется заказчик.

По мнению экспертов «Абитех», масштабируемые комплексные решения ограничивают возможности проектировщика (что не всегда плохо). Подбор же систем от разных производителей позволяет оптимизировать их состав, технические параметры и стоимость, однако требует более высокой квалификации специалистов и тесного взаимодействия с заказчиком. Для строительства новых ЦОД проще использовать стандартные блоки, однако когда необходимо интегрировать ЦОД в уже существующий объект при минимуме затрат на реконструкцию инфраструктуры, то подбор систем по индивидуальному проекту — единственный вариант решения.

СТАВКА НА СЕРВИС

По прогнозам системных интеграторов, в ближайшие годы спрос на ИБП будет расти высокими темпами, но одной из самых серьезных проблем станет нехватка специалистов. Поставка ИБП мощностью от 8 кВА требует штата квалифицированных инженеров, способных выполнить проектные работы, осуществить инсталляцию и настройку систем, предоставить услуги поддержки. Поставщики относят организацию сервиса, включая послепродажный, к числу важнейших задач, для чего стремятся заключать долгосрочные партнерские отношения. Квалифицированные партнеры способны предоставить законченные проектные решения, накапливают знания и опыт в строительстве ЦОД.

Оборудование ИБП становится все более сложным, и для его обслуживания нужны сертифицированные специалисты. Содержать их в штате довольно дорого, поэтому, уверен Александр Широков, выгоднее заключать договоры на периодическое сервисное обслуживание. Рынок ИБП средней и большой мощности характеризуется значительным объемом дополнительных услуг (VAD), но требует доведения до заказчиков и подрядчиков информации о характеристиках решений и достоинствах продуктов. Анатолий Маслов считает, что опережающий рост доходов от сервиса у производителей ИБП и интеграторов связан с потребностью в обслуживании как новых, так и уже проданных ИБП, накопивших «техническую усталость».

В RadiusGroup предлагают услуги удаленного мониторинга уже установленного оборудования Liebert. ПО Liebert позволяет контролировать по VPN через интерфейс Web множество параметров ИБП, включая мощность и состояние батарей. По мнению Анатолия Маслова, мониторинг очень важен для обеспечения работоспособности СБЭ: своевременное оповещение соответствующих служб поможет предотвратить простой системы. Chloride предлагает сервис удаленной диагностики и контроля ИБП — Life.Net. Он позволят делегировать мониторинг системы электрозащиты экспертам сервисного центра Chloride. В условиях нехватки специалистов для обслуживания ЦОД такой аутсорсинг может стать привлекательным решением для заказчиков и перспективным направлением бизнеса для системных интеграторов.

НОВИНКИ РЫНКА

На отечественном рынке систем электроснабжения представлены десятки ИБП разных производителей. Их продукция пригодна для применения в ЦОД, хотя не всегда позиционируется как специальное решение для центров данных. По слова Анатолия Маслова, ЦОД — это такая же ответственная нагрузка, как и все другие системы, нуждающиеся в бесперебойном электропитании. Линейка оборудования от Chloride, проверенная на многих типах нагрузки, предназначена для различных объектов и условий эксплуатации.

В APC-MGE разработали полный комплекс инженерных систем из совместимых компонентов, объединяемых в рабочее решение для ЦОД. Утверждается, что такой подход помогает избежать проблем интеграции и тестирования компонентов на совместимость, позволяя быстро создавать сложные системы. На следующий год намечена интеграция линейки MGE в систему InfraStruXure объединенной АРС-MGE. По словам Олега Михнева, менеджера по работе с сертифицированными партнерами компании APC, процесс интеграции предполагает замену трехфазных ИБП APC Silcon на ИБП Galaxy от MGE. Остальные линейки сохранятся.

Рисунок 2. Eaton Powerware 9140 — мощная децентрализованная система электропитания с однофазным выходом для стоек средней (2-4 кВт) и высокой (4-6 кВт) плотности. Кроме замены батарей в «горячем» режиме, эти ИБП поддерживают и замену модуля электроники. В качестве аксессуаров предлагаются PDU, однако параллельная работа данной моделью не предусматривается. В ИБП применяется корректор коэффициента мощности на IGBT, регулирование тока заряда батарей (0,5-2,5 А), автоматический байпас для питания нагрузки при «горячей» замене модулей.Eaton начала поставки ИБП Powerware 9140 (см. Рисунок 2), предназначенных для защиты электропитания оборудования, монтируемого в стойках со средней и высокой мощностью. Этот ИБП с двойным преобразованием имеет мощность от 7,5 до 10 кВА и вместе с внутренними батареями занимает в стойке пространство высотой 6U. Модульный дизайн облегчает процесс установки и обслуживания. Его инсталляция и ремонт по силам одному инженеру. Powerware 9140 имеет ЖК-дисплей на фронтальной панели и предлагает широкий спектр коммуникационных возможностей (RS-232, USB и коммуникационные адаптеры X-Slot).

В числе других новинок — ИБП Powerware 9155 (20-30 кВА) и 9395 мощностью до 550 кВА. Последняя модель предусматривает встроенное резервирование по схеме N+1. Например, два ее силовых модуля можно сконфигурировать как систему с резервированием на 275 кВА. Она пришла на смену модели 9370 и при необходимости дополняется трансформатором для гальванической развязки. Управлять электропитанием и осуществлять мониторинг предлагается с помощью устройств Eaton серии ePDU. Представленные в сентябре устройства распределения нагрузки для стоек Powerware Enclosure Power Distribution Unit (ePDU) тоже предназначены для измерений и мониторинга и позволяют визуально контролировать уровень нагрузки. Компания выпускает и решение для удаленного мониторинга параметров среды в ЦОД — это IP-устройство Environmental Rack Monitor, снабженное набором датчиков и ПО.

Рисунок 3. Система Eaton Powerware BladeUPS 60 кВА/кВт содержит до пяти модулей по 12 кВА и поддерживает отказоустойчивую конфигурацию (N+1) мощностью до 48 кВА. Каждый модуль системы имеет свой блок управления и байпас (автоматический и ручной), причем предусмотрена «горячая замена» силовых модулей и батарей. Наличие встроенной батареи позволяет использовать модули как отдельные ИБП. Четыре внешних модуля батарей (EBM) увеличивают время автономной работы источников до 35-40 мин при 100% нагрузке. Выходы модулей подключаются к общей шине, а сами они связываются по технологии HotSync без дополнительных плат и кабелей синхронизации.В октябре Eaton анонсировала Powerware BladeUPS на 60 кВА/кВт (см. Рисунок 3) — систему бесперебойного питания для ЦОД на основе модульного трехфазного ИБП. Разработчики рекомендуют использовать эту стоечную систему как в серверных, так и в крупных ЦОД с резервированием N+1, 2N и 2N+1 для защиты стоек с высоким энергопотреблением. Она применима и в распределенной конфигурации, когда ИБП защищает каждую стойку, в централизованной, если под ИБП отводится специальная стойка или помещение. В модулях с внутренними батареями предусмотрен встроенный автоматический байпас для замены в «горячем» режиме. По данным производителя, Blade UPS имеет высокий показатель КПД (97%), в том числе и при малых нагрузках. Поставки начнутся в первом квартале 2008 г.

По данным Emerson Network Power, в России наиболее популярны ИБП Liebert серии NX и GXT2. Liebert GXT2 — компактные стоечные ИБП с выходной мощностью 500-10000 кВА. Модели GXT2 устанавливаются в стойку с помощью стандартных направляющих 19″ и оснащаются дополнительными батарейными блоками. Время работы от ИБП можно увеличить за счет внешних аккумуляторных шкафов. Кроме того, Emerson и Cisco совместно разработали интерфейс, посредством которого маршрутизаторы оповещаются о низком заряде аккумулятора ИБП с целью последующего корректного выключения аппаратуры. Монтируемая в стойке система распределения мощности (2U) обеспечивает питание по байпасу при техническом обслуживании. Плата Liebert OpenComms Web, устанавливаемая внутри ИБП, поддерживает дистанционный мониторинг и позволяет перезагружать оборудование путем включения и выключения питания ИБП. Система Liebert OpenComms EM ведет мониторинг температуры и относительной влажности.

ИБП серии NX, построенные по технологии с двойным преобразованием, оснащены системой охлаждения тепловыделяющих компонентов. Это оборудование находит спрос на телекоммуникационном рынке и применяется в ЦОД. После расширения модельного ряда поддерживается диапазон мощностей от 10 до 200 кВА, а при параллельном включении ИБП — до 1200 кВА. В комплектацию ИБП Liebert включены карты с поддержкой SNMP для контроля параметров ИБП и упреждающего выявления проблем. Летом Emerson объявила о выпуске систем Liebert NX «е» с нагрузкой 30 кВА. От своих предшественников серии «a» они отличаются меньшими габаритами и большей мощностью. Новые компактные ИБП работают под управлением процессоров DSP, отвечающих за анализ и обработку данных о нагрузке. Качество питания контролируется как на входе, так и на выходе. Выпрямитель на основе транзисторов IGBT обладает низким коэффициентом гармоник (менее 3%), поэтому ИБП Liebert NX не создают помех для оборудования. Инвертор IGBT обеспечивает защиту при несбалансированной и нелинейной нагрузке.

В сентябре компания выпустила серию NXF, продолжающую линейку NX. Новые ИБП NXF, пришедшие на смену ИБП Hinet 3х1, представлены моделями на 10, 15 и 20 кВА с фазностью 3х1. Они позволяют справиться с широким диапазоном нагрузок в современных ЦОД, причем допускается параллельное подключение до шести ИБП. Эти решения выдерживают значительные перегрузки без переключения на аккумулятор, что увеличивает его ресурс, снижает стоимость обслуживания и риск выхода ИБП из строя.

Среди линеек СБЭ, выпускаемых подразделением Power Protection корпорации GE Consumer&Industrial, в «Абитех» выделяют серию SG PurePulse, считая ее оптимальной для ЦОД. Линейку ИБП, объединяющую модели мощностью 160, 200, 250 и 300 кВА, в следующем году планируется дополнить новыми устройствами мощностью 60, 80, 100 и 120 кВА. ИБП имеют высокий КПД (до 93%) в режиме двойного преобразования (VFI), при этом характеристика КПД имеет максимум в диапазоне нагрузки 50-80%. Несмотря на трансформаторную конструкцию, обеспечивается фронтальный доступ и компактность устройства. Источники работают без снижения выходной мощности как на индуктивную, так и на емкостную нагрузку с коэффициентом мощности на выходе 0,9. Благодаря применению выпрямителей IGBT с векторным управлением гарантируются минимальные искажения входного тока при любых значениях нагрузки. Выходное напряжение имеет высокую статическую и динамическую стабильность и минимальные искажения по форме. Средства мониторинга и диагностики позволяют контролировать состояние компонентов, выполнять диагностику параллельной системы, измерять коэффициент мощности нагрузки и величину пикового тока. ИБП может комплектоваться различными типами АКБ и кинетическими накопителями энергии (подобный подход предлагает и Socomec UPS). Рисунок 4. Система Gamatronic Power+ высотой 4U (10 кВА) или 6U (20 кВА) включает один или два модуля ИБП, контроллер со встроенным статическим переключателем (ST/SW). Общий коэффициент входной мощности составляет 0,99%, выходной — 96%, а THD — менее 5%. Power+ предусматривает конфигурирование фазности — 3/3, 3/1 или 1/1 (вход/выход), поддерживает широкий диапазон входного и выходного напряжения, параллельное резервирование, «горячую» замену модулей.

MAS Elektronik AG, поставщик оборудования и решений для СБГЭ и официальный дистрибьютор Gamatronic, в августе начала поставки на российский рынок модульного стоечного ИБП нового поколения Power+ 19″ (см. Рисунок 4). Еще одна новая модель Gamatronic — ИБП Power+ SA мощностью 10 кВА. Его конструкция разработана в расчете на экономию площади и простоту эксплуатации. Устройство базируется на одинарном модуле Power+ со встроенным статическим переключателем и контроллером. Оно предусматривает конфигурирование фазности, имеет аналогичные параметры коэффициентов мощности и THD, оснащается портом RS-232, средствами управления и мониторинга по SNMP и TCP/IP.

Однофазные ИБП двойного преобразования серии Pulsar от MGE UPS Systems мощностью до 20 кВА наращиваются за счет модульной технологии ModularEasy путем добавления второго ИБП. При этом нагрузкой можно управлять, выбирая различные режимы — избыточность или увеличение мощности. Система MX Frame позволяет увеличить мощность ИБП Pulsar MX с 5 до 20 кВА.

Рисунок 5. Серия ИБП Newave Conceptpower DPA существенно превосходит по параметрам предыдущую модульную серию, особенно это касается высокого коэффициента мощности, THDI входного тока и высокого КПД в широком диапазоне нагрузок. В одну стойку устанавливается до пяти модулей мощностью по 40 кВт. Площадь, занимаемая источником, — 730х800 мм при весе 485 кг, т. е. «плотность энергии» данного ИБП равна 342 кВт/м2. Стойки можно включать параллельно.Как отмечают сотрудники «ЭкоПрог», практически все линейки ИБП швейцарского производителя Newave пригодны для использования в ЦОД. Например, классические ИБП Maxi широко востребованы в банковском секторе. Модульные источники удобно инсталлировать, обслуживать, при необходимости выполнять плановые работы. В прошлом году выпущена серия модульных ИБП Newave — Conceptpower DPA (см. Рисунок 5). Осенью они появились на российском рынке.

Powercom предлагает заказчикам линейку ИБП Vanguard (до 60 кВА). Ее особенность — возможность параллельной работы сразу четырех устройств. Год назад в линейке ИБП Powercom ONL (150-200 кВА) появились модели, поддерживающие параллельную работу до шести ИБП с суммарной мощностью до 1,6 мВА.

Рисунок 6. Новые ИБП Masterys MC от Socomec UPS имеют коэффициент мощности более 0,99, гарантируют гармоническое искажение входного тока менее 3%, используют интеллектуальный алгоритм подзаряда батарей (EBS), пригодны для нагрузок с высоким коэффициентом мощности. Они разработаны для обеспечения бесперебойным питанием серверов последнего поколения.Значительно более широкий спектр оборудования для создания СБЭ в ЦОД предлагает компания Socomec UPS. В ее решениях применяются биполярные транзисторы IGBT (в ИБП мощностью до 800 кВА), процессоры DSP, системы с модульной параллельной конфигурацией; компанией разработана концепция перехода от стационарных устройств к групповой системе. Для резервирования в ЦОД используются ИБП серии Masterys MC (15-120 кВА), Delphys MP (60-200 кВА), Delphys MX (250-500 кВА) и Delphys DS (600-800 кВА). Во II квартале текущего года в производство запущено новое оборудование Masterys MC (100-120 кВА) в конфигурации с двойным преобразованием (см. Рисунок 6). Увеличение КПД до 96% в ИБП этой серии достигнуто за счет внедрения новой технологии инвертора на транзисторах IGBT. Компания заявляет, что в ближайшее время для технологии ИБП будут характерны тенденции увеличения активной мощности, устойчивости к коротким замыканиям, повышения КПД, уменьшения занимаемой площади на единицу мощности. Кроме того, необходим удобный доступ к передней панели ИБП.

СБГЭ для ЦОД становятся более сложными и разнообразными. Системные интеграторы и дистрибьюторы отмечают рост спроса на источники питания средней и большой мощности. Все большее число заказчиков нуждаются в сложных ИБП с максимальным классом защиты. Как считает Алексей Молчан, менеджер по маркетингу и PR компании MAS Elektronik AG, наиболее важным критерием при выборе оборудования становится не цена, а качество и надежность, соответствие техническим параметрам и отказоустойчивость.

Сергей Орлов — обозреватель «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу sorlov@lanmag.ru.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями