Bloggen
Datacenters zijn afhankelijk van een continue stroomvoorziening om servers, opslagsystemen, netwerkapparatuur en koelinfrastructuur draaiende te houden. Zelfs een korte stroomonderbreking kan de servicebeschikbaarheid, de integriteit van gegevens en de bedrijfsvoering beïnvloeden. Om deze reden is het kiezen van de juiste capaciteit voor de back-upgenerator een essentieel onderdeel van de planning van het stroomsysteem van een datacenter.
Het bepalen van de generatorgrootte voor datacenters is echter niet simpelweg een kwestie van het optellen van het stroomverbruik van servers. Bij de berekening moet tevens rekening worden gehouden met koelapparatuur, UPS-systemen, elektrische verliezen, aanloopstromen, redundantie-eisen en toekomstige uitbreiding. Een te kleine generator kan moeite hebben om kritieke belastingen te ondersteunen, terwijl een te grote eenheid de kapitaalkosten kan verhogen en inefficiënt kan werken.
Deze gids legt uit hoe u de generatorvereisten voor datacenters berekent, de belangrijkste factoren voor de grootte evalueert en een geschikte dieselgeneratoroplossing selecteert voor betrouwbare back-upstroom.
De vereiste generatorcapaciteit hangt af van de totale stroomvraag die operationeel moet blijven tijdens een stroomuitval van het openbare net. Dit verschilt meestal van alleen de belasting van de IT-apparatuur, omdat een datacenter ook ondersteunende systemen nodig heeft om een stabiele werkomgeving te behouden.
Voordat ingenieurs een generator selecteren, moeten ze de volgende hoofdlasten identificeren:
Niet elke aangesloten belasting hoeft per se door de generator te worden gevoed. Het ontwerpthema moet onderscheid maken tussen kritieke belastingen, essentiële ondersteunende belastingen en niet-essentiële belastingen die tijdens een stroomuitval kunnen worden losgekoppeld.
KEYPOWER levert dieselgeneratoroplossingen voor datacenterapplicaties, waarbij back-upstroom, laadcapaciteit, schaalbaarheid en generatorredundantie belangrijke overwegingen zijn.
Een praktische berekening voor de generatorgrootte begint met de elektrische vraag die het noodstroomsysteem moet ondersteunen. De volgende stappen bieden een handig uitgangspunt voor de voorlopige planning. De definitieve bepaling van de grootte moet worden geverifieerd aan de hand van een elektrische belastingsstudie en een prestatie-analyse van de generator.
Identificeer eerst de apparatuur die tijdens een stroomstoring moet blijven werken. Tel het werkelijke stroomverbruik van de IT-apparatuur, de koelsystemen, de UPS-verliezen en andere essentiële belastingen bij elkaar op.
Basisformule:
Totale kritieke belasting (kW) = IT-belasting + koelbelasting + UPS-verliezen + overige essentiële belastingen
Beschouw bijvoorbeeld een hypothetisch datacentrum met de volgende elektriciteitsvraag:
| Laad categorie | Stroomvraag |
|---|---|
| IT-apparatuur | 500 kW |
| Koelsystemen | 250 kW |
| UPS-verliezen | 40 kW |
| Overige essentiële belastingen | 60 kW |
| Totale kritische belasting | 850 kW |
In dit voorbeeld moet het noodstroomanalysesysteem ongeveer 850 kW aan kritische elektrische vraag ondersteunen. Dit is het uitgangspunt, niet het uiteindelijke generatorvermogen.
Generatorcapaciteit wordt meestal uitgedrukt in zowel kilowatt (kW) als kilovolt-ampère (kVA). Deze twee metingen beschrijven verschillende aspecten van elektrisch vermogen.
Werkelijk vermogen (kW) vertegenwoordigt het vermogen dat door apparatuur wordt verbruikt, terwijl schijnbaar vermogen (kVA) rekening houdt met het gecombineerde effect van werkelijk en reactief vermogen.
Formule voor generatorbepaling:
Vereiste kVA = Totale belasting (kW) ÷ Cosinus phi
Uitgaande van een arbeidsfactor van 0,8, geeft het bovenstaande voorbeeld:
850 kW ÷ 0,8 = 1.062,5 kVA
Dit betekent dat het generatorsysteem ten minste 1.062,5 kVA moet kunnen leveren onder de aangenomen bedrijfsomstandigheden, voordat rekening wordt gehouden met aanvullende technische vereisten.
De werkelijke arbeidsfactor moet worden bepaald aan de hand van het elektrische ontwerp in plaats van automatisch uit te gaan van 0,8 voor elk project.
Koelapparatuur, pompen, ventilatoren en andere door motoren aangedreven systemen kunnen bij het opstarten aanzienlijk meer stroom verbruiken dan tijdens normale werking. Deze tijdelijke stijgingen in de vraag kunnen de spanning en frequentiestabiliteit van de generator beïnvloeden.
Ingenieurs moeten de motorstartmethoden, de grootste motorstartvolgorde, de kenmerken van de UPS-gelijkrichter en de acceptatie van belastingsstappen evalueren. Frequentieregelaars en zachte starters kunnen helpen de opstartvraag te verminderen, maar hun effecten moeten worden meegenomen in de totale elektrische analyse.
Bij de selectie van een generator moet daarom rekening worden gehouden met zowel de stationaire kW/kVA-vereisten als de transiënte prestaties. Een generator die aan de berekende draaibelasting voldoet, kan nog steeds ongeschikt zijn als deze de vereiste belastingsstappen niet aankan.
Power Usage Effectiveness (PUE) is een belangrijke maatstaf in het energiebeheer van datacenters. Het vergelijkt het totale stroomverbruik van de faciliteit met het vermogen dat door IT-apparatuur wordt gebruikt.
PUE-formule:
PUE = Totale energie datacenterfaciliteit ÷ Energie IT-apparatuur
Als een datacenter bijvoorbeeld een IT-belasting heeft van 500 kW en een PUE van 1,6, is de geschatte totale vraag van de faciliteit:
500 kW × 1,6 = 800 kW
Dit biedt een nuttige globale schatting van de vermogensvraag van de faciliteit. PUE mag echter geen lastenschema op apparatuurniveau vervangen bij het bepalen van de maat van een noodgenerator. De werkelijke noodbelasting kan variëren afhankelijk van welke koelsystemen, UPS-apparatuur en hulpdiensten zijn aangesloten op het noodstroomsysteem.
Voor een nauwkeurige bepaling van de generatorcapaciteit moeten ingenieurs gemeten of gespecificeerde elektrische belastingen gebruiken en de bedrijfsconfiguratie verifiëren bij uitval van het elektriciteitsnet.
Generatorcapaciteit is slechts één onderdeel van een betrouwbaar noodstroomsysteem voor datacenters. Het aantal generatorsets en hun bedrijfsopstelling zijn even belangrijk.
Een N-configuratie biedt precies de generatorcapaciteit die nodig is om de aangewezen kritieke belasting te ondersteunen. Als de faciliteit bijvoorbeeld 2 MW aan noodstroom vereist, moet de geïnstalleerde generatorcapaciteit ten minste 2 MW leveren onder de gespecificeerde bedrijfsomstandigheden.
Deze opstelling kan aan de belastingsvereiste voldoen, maar een storing in de generator of gepland onderhoud kan de beschikbare noodstroomcapaciteit verminderen.
Een N+1-configuratie bevat één extra generator boven op het aantal dat nodig is om de kritieke belasting te ondersteunen. Als één generator onbeschikbaar wordt, kunnen de resterende eenheden nog steeds de vereiste capaciteit leveren, mits het systeem goed is ontworpen.
Een faciliteit die bijvoorbeeld drie generatoren nodig heeft om de kritieke belasting te ondersteunen, kan vier eenheden installeren. De extra generator biedt reservekapaciteit voor onderhoud of apparatuurstoringen.
Een 2N-opstelling maakt gebruik van twee onafhankelijke stroompaden, waarbij elk pad is ontworpen om de volledige kritieke belasting te ondersteunen. Dit biedt een hoger redundantieniveau dan een basis N-configuratie, hoewel het uiteindelijke niveau van veerkracht ook afhangt van de elektrische distributie, schakelapparatuur, brandstoftoevoer, besturingen en andere gedeelde infrastructuur.
De geschikte configuratie hangt af van de beschikbaarheidsdoelstellingen, het budget, de onderhoudsstrategie en de toepasselijke ontwerpvereisten voor het datacenter van de faciliteit. Het simpelweg toevoegen van generatoren garandeert geen redundantie als kritieke componenten gedeeld blijven tussen systemen.
Zodra de vereiste capaciteit en redundantie-opstelling zijn vastgesteld, is de volgende stap het selecteren van generatorsets met geschikte prestatiewaarderingen en bedrijfskarakteristieken.
KEYPOWER biedt een reeks industriële dieselgeneratorsetsover verschillende vermogensbereiken en motormerken. Voor grotere datacenterprojecten kan de generatorselectie worden beoordeeld op basis van continu vermogen, standby vermogen, spanning, frequentie, arbeidsfactor, brandstofverbruik en installatieomstandigheden.
De KEYPOWER KPX-M938P is bijvoorbeeld een door MTU aangedreven dieselgenerator met de volgende gepubliceerde specificaties:
| Model | KPX-M938P |
| Prime Power | 750 kW / 938 kVA |
| Standby Power | 825 kW / 1.031 kVA |
| Motor | MTU 12V 2000 G85 |
| Frequentie | 60 Hz |
| Cos phi | 0,8 |
Deze vermogenswaarden illustreren het belang van het maken van onderscheid tussen prime- en standby-vermogen. De juiste vermogenswaarde moet overeenkomen met de beoogde bedrijfscyclus en projectspecificatie. Een standby-vermogenswaarde mag niet automatisch worden gebruikt als basis voor continu- of prime-vermogengebruik.
Voor projecten die een hogere capaciteit vereisen, omvat het KEYPOWER MTU-dieselgeneratorassortiment grotere modellen ter evaluatie. De uiteindelijke selectie moet worden gebaseerd op het volledige belastingprofiel en de vereiste redundantie, in plaats van alleen op het nominale vermogen.
Het gepubliceerde vermogen van een generator is gebaseerd op gespecificeerde referentieomstandigheden. Het werkelijk beschikbare vermogen kan worden beïnvloed door de installatiehoogte, omgevingstemperatuur, luchtvochtigheid, koelluchtstroom, brandstofkwaliteit en uitlaattegendruk.
Voor datacenters in een warm klimaat of op grote hoogte moeten ingenieurs locatiespecifieke prestatiegegevens opvragen bij de generatorfabrikant. Het ontwerp van het koelsysteem, de ventilatie, de uitlaatrouting en de akoestische vereisten moeten ook worden gecontroleerd voordat de indeling van de generatorruimte definitief wordt gemaakt.
Andere praktische overwegingen omvatten:
Deze factoren kunnen de uiteindelijke generatorconfiguratie beïnvloeden en moeten tijdens de technische ontwerpfase worden beoordeeld, niet na de levering van de apparatuur.
Na de installatie moeten de prestaties van de generator worden geverifieerd onder gecontroleerde belastingstoomstandigheden. Met loadbanktesten kunnen operators het generatorvermogen, de spanningsregulering, de frequentiestabiliteit, de koelprestaties en het algemene operationele gedrag evalueren.
Dit is met name handig wanneer de daadwerkelijke datacentiebelasting nog niet beschikbaar is of bij het in bedrijf stellen van een nieuw geïnstalleerd generatorsysteem.
Afhankelijk van het testplan kunnen resistieve of reactieve loadbanken worden gebruikt om verschillende elektrische belastingseigenschappen te simuleren. KEYPOWER biedt loadbankapparatuur voor generatortoepassingen.
Het testen moet de aanbevelingen van de generatorfabrikant en de inbedrijfstellingsvereisten van het project volgen. Regelmatig testen en onderhoud helpen potentiële problemen te identificeren voordat er daadwerkelijk een stroomuitval optreedt.
Zelfs wanneer de basisbelastingberekening correct is, kunnen verschillende planningfouten de betrouwbaarheid van een noodstroomsysteem voor een datacenter beïnvloeden.
Een gedetailleerde belastingsevaluatie, een duidelijke redundantiestrategie en een door de fabrikant ondersteunde prestatiebeoordeling kunnen helpen om deze problemen te voorkomen.
Het kiezen van een noodstroomgenerator voor een datacenter vereist meer dan alleen het matchen van een vermogen met een enkel belastingscijfer. IT-vraag, koelingseisen, UPS-kenmerken, arbeidsfactor, transiënte belastingen, redundantie en toekomstige uitbreiding zijn allemaal van invloed op het uiteindelijke systeemontwerp.
KEYPOWER levert dieselgeneratorsets in een breed scala aan vermogenscapaciteiten, waaronder modellen met een hoog vermogen aangedreven door MTU. Door het belastingsoverzicht van het project, de bedrijfsomstandigheden, de vereiste spanning en frequentie en de redundantiestrategie te beoordelen, kan de juiste generatorconfiguratie nauwkeuriger worden bepaald.
Als u een nieuw datacenter plant, een bestaande faciliteit uitbreidt of de noodstroominfrastructuur ervan wilt upgraden, neem dan contact op met KEYPOWER met uw projectvereisten om een geschikte generatoroplossing te bespreken.
Begin met het berekenen van de totale kritische elektrische belasting, inclusief IT-apparatuur, koelsystemen, UPS-verliezen en essentiële hulpbelastingen. Converteer de vereiste kW naar kVA met behulp van de werkelijke arbeidsfactor en evalueer vervolgens de opstartvraag van de motor, de transiënte prestaties, de redundantie en de locatieomstandigheden voordat u de generator selecteert.
Het aantal hangt af van de kritische belasting en het redundantie-ontwerp van de faciliteit. Een N-configuratie biedt de vereiste capaciteit, N+1 voegt één extra generator toe en 2N biedt twee onafhankelijke stroompaden, elk ontworpen om de volledige kritische belasting te ondersteunen.
kW meet werkelijk vermogen, terwijl kVA schijnbaar vermogen meet. De verhouding is kW = kVA × arbeidsfactor. Een generator met een vermogen van 1.000 kVA en een arbeidsfactor van 0,8 kan bijvoorbeeld 800 kW aan werkelijk vermogen leveren onder de gespecificeerde bedrijfsomstandigheden.
N+1 redundantie biedt één extra generator bovenop het aantal dat nodig is om de kritische belasting te ondersteunen. Dit helpt om de vereiste stroomcapaciteit te behouden als één generator niet beschikbaar is vanwege onderhoud of een storing in de apparatuur, op voorwaarde dat de overige systeemcomponenten correct zijn ontworpen.
De keuze hangt af van de bedrijfstaak van de generator en de specificaties van het project. Noodstroom is bedoeld voor noodgevallen tijdens stroomuitval van het openbare net, terwijl continu vermogen is ontworpen voor toepassingen met wisselende belastingen en langere bedrijfsuren. Het vermogen van de generator moet overeenkomen met de verwachte taak.
Load-bank-tests simuleren de elektrische vraag om de generatorprestaties te verifiëren, inclusief de uitgangscapaciteit, spanningsregulering, frequentiestabiliteit en koelgedrag. Dit is vooral nuttig tijdens inbedrijfstelling en routinematig onderhoud wanneer de werkelijke faciliteitsbelasting mogelijk niet voldoende is om te testen.
IPv6 netwerk ondersteund
Nederlands
Nederlands
English
français
Deutsch
русский
español
português
العربية
Polski
中文