数据中心电源是设计和运行数据中心的基本要素。
一个简单的电源故障可能是一场大灾难，造成严重影响，特别是随着越来越多的公司转向托管服务和云解决方案，数据中心的数量正在飙升。可靠的供配电系统是保持数据中心效率和安全性并最大限度地减少经济损失的必要条件。
这篇文章适合想要了解数据中心的电力系统，电源故障的原因以及应对方法的您。
电力如何在数据中心流动
供配电系统是数据中心最子系统之一。通过不同的设备进行便利，系统可以根据数据中心的大小和规模而变化。
有一个四层排名系统用于确定数据中心的可靠性，从第一层到第四层。
一级数据中心通常用于小型企业，第四层数据中心通常用于企业公司，提供额外的发电机组以实现冗余。
下图将以TierIV数据中心的简化图示为例，展示数据中心的电源系统。
图1：数据中心的电力系统通常，来自电力公司的功率可能非常高。有一个变压器通过自动转换开关（ATS）将高电压降低到安全水平。
由于电力供应商无法保证每时每刻、每时每刻都完美供电，并且冗余接入公用电网是不可行的，因此至少一台柴油或燃气备用发电机连接到数据中心，为支持服务器或其他数据中心设备提供备用电源。一旦电源中断，转换开关将向备用发电机发出打开信号，以便为数据中心设备提供发电。
但是，从为发电机供电到提供全功率需要一点时间。不间断电源（UPS）作为备用电源在弥合时间间隔方面发挥着作用。要了解有关UPS的更多详细信息，您可以参考什么是不间断电源或UPS什么是UPS？不间断电源有什么用？。
通常有一个维护旁路面板（MBP），使UPS能够运行到维护旁路模式，并且在从系统中断开电源进行维修时实现无负载中断。最终，电源将连接到配电单元（PDU），PDU连接到一系列远程电源面板（RPP）。然后，将不同的机架PDU插入RPP的不同插座盒中，作为冗余电源链的一部分。这就是电源系统的工作原理。
数据中心停电的原因
数据中心的电源系统故障可能以系统停止、数据丢失、变压器发热、损坏关闭或其他任何形式发生。这些现象可能会引发一系列前所未有的事件，导致数据中心的巨大损失。那么，在供配电系统中如何发生停电呢？它们可以追溯到自然因素，如雷电天气或硬件故障以及人为灾难，其中人为因素占电力故障原因的很大一部分。这里列出了导致数据中心停电的一些常见人为因素。
数据中心功率容量估计不准确
数据中心功率容量的不准确估计发生在设计数据中心的过程中。它可以走向两个极端：电力容量利用不足或需求超过电力供应。高估容量可能会导致未使用的容量，这意味着数据中心将花费其整个生命周期来支持过高的安装成本和设备的维护。而低估所需的功率容量可能会导致耗电的IT设备和功耗增加时中断。
数据中心电源设备的选择不当
电力设备选择不当与上述估算系数有关。
为了跟上不断增长的业务，许多数据中心正在部署越来越多的高密度服务器，这推动配电系统接近峰值容量。当低估或高估电力负荷时，电压值不当的电力设备会影响数据中心的正常运行。
例如，UPS的电源电压值与服务器的电源电压值不匹配将导致过载并导致UPS剥离。另一方面，有时客户会被一些电力设备供应商的广告误导，而忽略了可靠性的实际检查。质量问题或不准确的最大性能指标将影响配电系统。
数据中心电力系统设计不合理
不合理的电力系统设计和施工有其陷阱，可能引发隐患。
如果设计最终将多个电源设备连接到电源线中的单个点，则可能会因负载过大而导致电源故障。例如，如果只有单个PDU连接到多个高功率组件，则一旦单个PDU发生故障，数据中心电源系统将停止运行。布线不良也可能使系统出现故障。如果电缆长度不符合保持正常设备性能的要求或布局混乱，则可能会导致过热导致系统关闭。
如何预防数据中心电力系统故障？
由于电力系统的可靠性对数据中心非常重要，我们如何保证高质量的电力？以下是有关防止数据中心电源系统故障的一些建议。
准确评估您的功率容量
这通常是设计数据中心时首先被问到的问题之一：“数据中心预期生命周期内的功率容量是多少？
通常，典型数据中心设施的生命周期将跨越几代IT设备。进行数据中心容量规划，并使IT设备的电源要求与电源设备的容量保持一致，这对于数据中心的有效性至关重要。评估当前电源容量的第一步是了解IT设备、冷却系统、照明和关键电源负载的电源需求。
随着大功率设备的日益普及，平均功耗正在上升。管理人员应该为IT设备机架提供越来越多的数据中心电源容量，这就是为什么我们看到越来越多的机架PDU被部署的原因。
设计适合您要求的电力系统
在准确评估数据中心的功率容量需求后，是时候为数据中心配备适当的设备了。适当的电源系统将最大限度地降低电源故障的风险。建议使用双电源组件（如双PDU）来支持冗余。此外，还必须考虑IT设备产生的谐波电流。可以使用隔离变压器来减轻谐波电流的影响。
保持数据中心设备的定期维护
每天对电力设备和IT设备进行物理检查是确保所有系统处于良好工作状态的必要过程。例如，UPS和电池的定期维护对于最大限度地减少停电问题的可能性至关重要。识别基础设施的变化，以防错过一些将对整个系统产生重大影响的细节，减少使用的电能量并延长设备寿命，从而避免人工成本和更换设备的成本。
电力系统稳定性：准备是关键
确保您的数据中心拥有强大的电力系统对于促进业务的平稳运行至关重要。一些数据中心电力系统问题可以通过采取上述一些措施来控制。因此，重要的是对电力系统进行有效的准备，尽可能降低风险，从而提高竞争力并为企业获得更多利润。
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