最近，笔者与某企业IT经理交流，一起谈到机房UPS动力系统在整个网络设施中的重要性问题以及具体的解决方案。

    这家企业的动力机房由于种种原因，采用了两套独立的UPS动力系统，一套为某国际知名品牌的UPS 1+1并机系统，另一套则是某公司的网络关键物理基础设施UPS系统。这位IT经理通过长期的实际应用，总结出丰富的实践心得，并从以下四个方面提供了非常有价值的观点。

    1． 机房的生命周期投资

    “边成长边投资”是很多IT经理希望达到的设备投资模式。在一些国际品牌的UPS并机和扩容技术早已成熟的今天，UPS系统“边成长边投资”的概念已不具有任何的创新的意义。

    实际上，对一个机房的整体建设而言，“边成长边投资”的概念是完全错误的。在一个动力机房的生命周期投资中，除了UPS系统以外，还有ATS自动切换系统、输入/输出配电系统、精密环境调节系统，甚至还包括了监控系统。UPS系统只是其中比较重要的一个环节，它和其他机房子系统相辅相成，共同保障用户负载的可靠运行。但这些机房子系统，如ATS自动切换系统、输入/输出配电系统和防雷系统并不适合于“边成长边投资”的扩容模式,它们往往需要根据机房的终期容量和最大的使用情况来确定初期的投资。

    例如对于目前系统最大功率80KVA负载,由于建设一套网络关键物理基础设施UPS系统事先预留输入、输出配电的容量和开关只适合80KVA，如将来用户扩容160KVA，则需停掉负载，换掉事先预留输入、输出配电的容量和开关到160KVA，从而导致网络关键物理基础设施UPS系统扩容非常困难。因此，对IT的设备投资者来说，不能开始谈可以实现“边成长边投资”，实际将来又无法实现，而需要特别关注的是机房的整个生命周期的投资，如终期容量和最大的使用情况为200KVA。则ATS自动切换系统、输入/输出配电系统和防雷系统就在设计初期就要考虑网络动力系统生命周期投资，预留输入、输出配电的容量和开关，实现不间断无缝扩容。

    另外再看一下具体的投资考量。在相同功率的需求下，通过比较，得知建设一套网络关键物理基础设施UPS系统的价格是国际知名品牌同样功率UPS价格的3倍左右，客户在投资的初期也就要用3倍的价格来建设自己的供电系统；而后如果需要增加容量，还要购买相应的功率模块，继续扩大投资。在目前IT业务日益增长的情况下，如果负载量一旦超过了其目前系统最大功率80KVA时，就又要再购买一套新的模块式UPS系统。很显然，资金投资远远超过采用1+1 UPS系统的投资。客户负载越是成长得快，资金投资增加得越快。频繁扩容带来的影响就是非但不能节约空间，反而占用了大量的有效空间。

    2. 系统的可用性，可靠性

    在关注设备生命周期投资成本的前提下，交流供电系统的可用性和可靠性就是选择方案的首要因素了。可靠性和可用性是两个密切相关的概念和指标。系统的可靠性是可用性的必要条件。

    目前，几大国际知名品牌都采用1+1的UPS并机系统方案作为机房建设的首选方案，而并没有采用所谓的模块化功率系统。这自然有充分的理论依据。根据即美军标《MIL－HDBK－217F》和我国军标《GJB/Z  299B》的可靠性预计方法，在N+1的并联系统中，1+1系统具有最高的可靠性，如果把UPS单机的MTBF (平均无故障率时间) 取为1来进行相对比较，则有：

    注：资料来源于MIL-HDBK-217C and reliability engineer,1997.

    这就是说，随着UPS冗余系统中的UPS单机的数量增加， 整套UPS冗余并机供电系统的可靠性在是在逐渐地下降的。例如：“6+1”型UPS并机系统的”可靠性”同单台UPS的”可靠性”就几乎一样。
简单的说，这是因为交流系统的并联需要快速准确的均流控制和输出同步控制，而控制对象的增多必然导致整个系统可靠性的下降。这就好比我们在列队行进时，N多人的队伍总不会很整齐，而两个人就会很容易齐头并进。

    同时，随着UPS冗余系统中的UPS单机的数量增加，也会导致整套UPS冗余并机系统的“输出功率的余量”也在逐渐地减小，这意味着UPS并机系统的抗”输出过载”能力也在逐渐地降低。

    这从目前大量的运行实践也可以看出，1+1并机系统仍是电信和金融和IT等重要行业动力机房的必选方案。由此可见，网络关键物理基础设施UPS系统的技术成熟度还是远远不够的。

    除了可靠性的要求以外，系统的可维护行也是可用性的必要条件。其实，现在有实力的厂商都采用功能部件模块化设计，在现场维修都一样方便。因此，客户关注的是厂商技术服务中心和备品备件分布的广泛性能否快速及时的响应用户的技术服务需求。实际应用中，用户是不可能常备昂贵的网络关键物理基础设施UPS系统模块的备件,从而无法及时的响应用户的技术服务需求。

    目前技术实力较强厂商的技术服务人员都能做到器件级的维修，而网络关键物理基础设施UPS系统由于设计上的局限，只能作整个功率模块或电池模块的更换，这无疑提高了用户的维修成本和使用成本。

    3. UPS系统对负载的适应性

    对当前的机房来说，大部分都是采用三进三出的UPS系统，而我们也尽量的希望负载能够均匀的分配在UPS三相输出回路上。但由于用户对负载的管理水平的不同和负载保护级别的不通，三相平衡只是一种理想的状态。如此一来，UPS系统对三相不平衡负载的适应性就成为了用户非常关心的性能。目前一些国际知名品牌中大功率UPS都能够做到带100％三相不平衡负载的能力，而且三相相位偏差不大于1度，这种优异的指标是和内置隔离变压器的设计分不开的。

    服务器负载在数据机房设备占有的比例很高，它对交流供电系统的零地电压的要求也同样很高，如IBM的一些服务器就要求零地电压小于1V才可以进行安装调试。内置隔离变压器的UPS系统能够有效的消除零地电压的对负载的干扰。相比之下，网络关键物理基础设施UPS系统则由于一般不带内置的隔离变压器，其系统对零地电压的提升经常导致数据传输率的下降，甚至引发服务器的宕机事故。有输出隔离变压器的三相逆变器设计是提高系统的负载适应能力的关键衡量指标。

    4. UPS系统对电池的维护管理及电池导致承重

    当市电断电时，电池系统的稳定与否直接决定了交流供电系统的的可靠性。就我国目前的电力条件，UPS普遍采用长延时系统，这样就需要采用大量的外接蓄电池。对用户来说，蓄电池是“养兵千日，用兵一时”的关键性组件。如何去“养”自然还是得看UPS是否具有充分的充电设计和管理。

    实际上，网络关键物理基础设施UPS系统的充电能力严重不足，并且无外配充电器可选，这必将导致长延时系统电池的使用寿命缩短。但如果采用蓄电池模块内置的方式，如果蓄电池年久失效，极容易出现腐蚀UPS的情况，而且投资的成本非常高，相当于采用国际知名品牌电池的10倍。同时，蓄电池模块内置的方式将大大增加对机房楼板的承载要求(约2.5-3吨/m2),使用户在使用时更是顾虑重重。网络关键物理基础设施UPS系统并不适合摆在网络机房(一般荷载承重为1吨/m2---1.5吨/m2)。

    这位IT经理的实践心得具有普遍的参考价值。就其本企业的具体情况，他也做出了适当的调整。在比较了二套不同UPS解决方案之后，综合考虑了以上诸多问题,特别是承重问题,决定将网络关键物理基础设施UPS系统搬到一楼去带非重要的PC负载,而将服务器等关键负载切割到某国际知名品牌的UPS 1+1并机系统,并计划在将来建设一套带LBS双母线UPS系统(这也是网络关键物理基础设施UPS系统无法做到的)。