분산 전력 시스템은 일부 데이터센터 실무자들에게는 "익숙하면서도 생소"할 수 있습니다. 본 논문에서는 DPS와 그 혁신적인 적용에 대한 다음의 네 가지 분석 및 사고를 제시합니다. 데이터 센터 .

1. DPS와 기존 UPS/HVDC는 기술적으로 연결되어 있습니다.
우선, 명확히 해야 할 점이 있습니다. DPS 산업 표준 및 데이터 센터 설계 사양에 따르면 DPS는 무정전 전원 공급 장치(UPS)의 한 유형입니다. DPS의 특징은 표준 배터리를 사용한다는 점이며, 표준 네트워크 캐비닛 네트워크 장비에 무정전 전원을 공급하는 UPS입니다.
둘째, DPS의 핵심은 완전 모듈형 설계에 기반한 리튬 배터리 UPS 시스템입니다. UPS와 리튬 배터리는 통합적으로 설계되었습니다. 둘 다 핫스왑을 지원하며, 내부 실시간 통신 및 보호 연결 메커니즘을 갖추고 있어 안전성이 매우 높습니다.
또한, 기존의 UPS/HVDC 분류와 마찬가지로 DPS는 AC 온라인형, AC 백업형, DC형(고전압 DC형, 출력 240VDC 또는 336VDC), 그리고 AC-DC 하이브리드형으로 구분됩니다. 그러나 분산형 네트워크 캐비닛 네트워크 장비에 전원을 공급하는 것으로 정의되므로 출력은 일반적으로 단상 220Vac(AC형) 또는 240VDC(고전압 DC형)이며, 정격 전력은 보통 3~12kVA입니다. 일반적으로 단일 IT 캐비닛 또는 두 개의 인접한 IT 캐비닛에 전원을 공급하며, 시스템 전력은 적고 랙에 설치됩니다.

2. DPS는 기존 랙 장착형 UPS와 비교하여 후발주자라는 장점이 있습니다.
전통적인 것과 비교해서 랙 장착형 UPS DPS는 납산 배터리 솔루션을 지원하기 위해 기존 솔루션의 장비 교체 및 유지 관리의 어려움, 복잡한 운영 및 유지 관리 모니터링 등의 단점을 설계 및 출시 초기부터 충분히 고려했으며, 후발주자로서의 이점이 있습니다.

우선, DPS는 완전 모듈형 설계를 채택했습니다. 리튬 배터리 모듈과 전원 모듈 모두 온라인 핫스왑을 지원하며, 장비의 유지 보수 및 교체 시간은 5분 미만으로 간편하고 쉽게 조작할 수 있습니다.
둘째, 리튬 배터리의 수명은 10년 이상으로 길고, 기존 납산 솔루션에 비해 무게와 필요한 설치 공간이 60% 이상 줄었습니다. 3~5년마다 배터리를 교체할 필요가 없으며, 설치 및 배포가 간단합니다.
마지막으로, DPS 중앙 모니터링 소프트웨어를 통해 사용자는 대량으로 배치된 DPS 장치(UPS 및 리튬 배터리 포함)에 대한 통합된 중앙 모니터링 및 관리를 동시에 수행할 수 있습니다.

3. DPS는 매우 유연한 아키텍처와 애플리케이션 혁신을 제공합니다.
중앙집중형 및 분산형 전력 공급은 상대적인 개념으로, 본질적으로 전력 공급 규모와 세분성의 문제입니다. 애플리케이션 수준에서 중앙집중형 및 분산형 전력 공급 솔루션은 각기 장단점을 가지고 있습니다.
일부 신규/리노베이션된 데이터 센터는 설계 및 계획 단계에서 다음과 같은 문제와 과제에 직면합니다.
1) 전력 공급 및 배전 시스템의 전반적인 구축에는 대규모 초기 투자가 필요합니다.
2) IT 캐비닛 적재율이 낮고, 선반 주기가 길며, U 공간이 낭비되고, 작업 효율이 낮습니다.
3) 서비스를 제공하는 고객/사업 유형이 다양하고, 부하 변동이 심하며, 미래 수요도 불확실합니다.
4) 기존 데이터센터의 에너지 절약형 전환은 부하 부담, 공간 부족, 에너지 소모 증가 등의 문제에 직면하게 됩니다.
분산형 전력 공급 및 배전 아키텍처에서 DPS는 세분성이 매우 작아 IT 서비스의 발전과 변화에 긴밀하게 대응할 수 있으며, IT 캐비닛의 세분성에 맞춰 선형적인 투자를 구축하고 설비투자(CAPEX)를 절감할 수 있습니다. 동시에 IT 부하에 근접하여 배치되므로 상류 배전 시스템에 미치는 영향이 적고 적응성이 뛰어납니다.

3.1 전원 공급 및 분배 아키텍처는 유연한 하이브리드 IT 아키텍처에 적응해야 합니다.
클라우드 컴퓨팅은 IT 비즈니스 처리에 충분한 유연성을 제공하고, IT 비즈니스 변동에 효과적으로 대처하며, IT 리소스 활용도와 시스템 가용성을 향상시킵니다. 데이터센터의 전체 비즈니스 가치 사슬 관점에서 볼 때, 데이터는 핵심 생산 요소이고, IT 인프라는 생산 설비이며, 데이터센터의 전력 공급 및 배전 시스템은 보조적인 지원 역할을 합니다. IT 기술의 지속적인 발전에 따라 가상화 기술, 분산 이중화 기술, 원격 멀티 액티브 기술을 통해 데이터 가용성을 보장하고 향상시킬 수 있습니다. 따라서 IT 인프라와 데이터센터 핵심 인프라를 효과적으로 결합하면 하위 레벨 데이터센터 핵심 인프라를 사용하더라도 A 레벨 데이터센터의 데이터에 대한 고가용성 요구 사항을 충족할 수 있으며, 동시에 전체 데이터센터의 핵심 인프라 투자 및 TCO(총소유비용)를 절감할 수 있습니다.
현재 많은 클라우드 서비스 제공업체, 인터넷 기업, 통신 사업자들이 관련 아키텍처를 탐색하고 실행하고 있습니다. "GB50174-2017 데이터 센터 설계 규격"은 A급 데이터 센터의 구분을 통합하고 설명했습니다.
1) 인터넷 및 통신사 사업에서 널리 사용되는 "1 Mains + 1 UPS/HVDC" 구조의 경우 상류 전력망 및 하류 부하 전력 공급 센터의 품질 요구 사항을 충족하는 경우 A-레벨 데이터로 분류될 수 있습니다.
2) 서로 다른 지역에 위치한 두 개 이상의 데이터 센터가 동시에 구축되어 상호 백업 역할을 수행하고, 데이터가 실시간으로 전송되며 비즈니스 연속성 요구 사항을 충족하는 경우, 데이터 센터 인프라는 장애 허용 시스템에 따라 구성되거나 이중화 시스템에 따라 구성될 수 있습니다. 기타 시스템 구성도 가능합니다.
3) 동일 도시 또는 다른 장소에 재해 복구 데이터 센터를 구축하는 경우, 재해 복구 데이터 센터는 주 데이터 센터와 동일한 수준에 있어야 합니다. 재해 복구 데이터 센터와 주 데이터 센터의 데이터가 실시간으로 백업되고 비즈니스 연속성 요구 사항을 충족하는 경우, 재해 복구 데이터 센터의 수준은 주 데이터 센터와 동일하거나 주 데이터 센터보다 낮을 수 있습니다.
매우 높은 사용성이 요구되는 금융업계에서 중국인민은행은 2021년 12월 31일에 "핀테크 발전 계획(2022-2025)"을 발표하고, "클라우드, 관리, 엣지, 터미널"의 효율적인 협업을 명확히 제시하여 클라우드 압박을 해소하고 사용자 요구에 신속하게 대응하며, 멀티 액티브 중복 기술을 적극적으로 도입하여 신뢰성이 높은 다단계 재해 복구 시스템을 구축하고, 친환경 고가용성 데이터 센터를 구축합니다.

3.2 DPS는 2N, 비대칭 듀얼 버스, DR, RR 아키텍처 유전자를 가지고 있습니다.

2N 아키텍처는 높은 신뢰성과 가용성이라는 특징을 가지고 있지만, 내결함성 구성으로 인해 낮은 시스템 부하율, 낮은 운영 효율성, 높은 투자 및 운영 비용과 같은 문제점이 있습니다. 시스템 가용성과 TCO(총소유비용)의 균형을 더욱 잘 맞추기 위해 전원 공급 및 분배 수준에서 "1개의 메인 + 1개의 UPS/HVDC", 분산 이중화(DR), 백업 이중화(RR)로 구성된 비대칭 이중 버스 아키텍처가 점차 대중의 관심을 끌고 있으며, 실제로 적용되고 있습니다. 데이터 센터 전체 시스템 관점에서 볼 때, 다양한 전원 공급 및 분배 수준을 사용하여 중전압에서 IT 부하의 프런트 엔드까지 각 전원 공급 및 분배 단계에 대한 아키텍처 조합을 형성함으로써 시스템 가용성과 비용의 포괄적인 최적화를 실현합니다.

3.3 "클래스 A" 단일 캐비닛 모듈형 데이터 센터 클러스터

IT 클라우드화는 전력 공급 및 분배 클라우드화에 대한 업계의 관심을 불러일으켰습니다. 기존의 중앙 집중형 전력 공급과 달리, DPS 분산형 전력 공급은 세밀한 단위, IT 부하에 근접한 전력 공급, 그리고 단일 또는 두 개의 인접한 IT 캐비닛에 대한 전력 공급이라는 장점을 가지고 있습니다. 이를 통해 관리 및 조정을 더욱 정교하게 수행할 수 있습니다. 각 IT 캐비닛에 분산된 고전압 DC DPS DC 출력을 병렬로 연결하여 DC 에너지 풀 또는 DC 마이크로그리드를 구축할 수 있습니다. 에너지 가상화 전략을 기반으로 다양한 IT 캐비닛의 작업 부하 요구 사항 및 변동에 유연하게 대응하고, 가용성을 보장하면서 에너지 활용도를 향상시킬 수 있습니다.
소형 버스바, DPS, 백플레인 에어컨과 같은 분산형 제품 기술을 통합하는 IT 캐비닛의 경우, 어느 정도 독립적인 "단일 캐비닛 모듈형 데이터 센터"로 이해하거나 "단일 캐비닛 모듈형 데이터 센터 클러스터"를 구성할 수 있습니다. IT 기술을 활용하여 서로 다른 IT 캐비닛, 마이크로 모듈, 전산실 간에 비즈니스 데이터를 실시간으로 전송하고, 비즈니스 연속성과 데이터 무결성을 보장하며, 데이터 센터 수준에서 상호 백업을 구현하고 시스템 가용성을 향상시킵니다. A 레벨 데이터 센터 아키텍처에 대한 국가 표준 GB50174-2017의 정의, 클라우드 서비스 제공업체와 중앙은행의 멀티 액티브 이중화 아키텍처에 대한 연구 및 실행을 결합하여, 저레벨 전원 공급 아키텍처를 사용하는 멀티 액티브 데이터 센터는 데이터 센터의 친환경 및 저탄소 개발 목표를 충족하는 동시에 A 레벨 데이터 센터 수준의 데이터 가용성을 확보할 수 있습니다.
요약하자면, 분산 전력 시스템(DPS)은 기존 UPS 솔루션의 후발 주자라는 장점을 가지고 있습니다. 자체 기술이 발전하여 효율적인 전력 공급 및 배전 시스템 기술과 효율적인 보조 시스템 기술의 정점에 도달했으며, 동시에 구조가 매우 유연합니다. 배선 방식을 통해 2N, T3, DR, RR 아키텍처를 유연하게 구축할 수 있으며, 소형 본체와 대용량 에너지를 활용하여 다양한 고가용성 시나리오의 요구를 충족할 수 있습니다.

게다가, 데이터 센터 핵심 인프라의 핵심 구성 요소인 DPS는 인터넷 클라우드 컴퓨팅 기술과 모듈형 데이터 센터 구축의 최신 발전 추세에 부합합니다. DPS는 더욱 유연하고 IT 유전적 특성을 지니며, 특히 엣지 컴퓨팅 노드와 단일 캐비닛 모듈형 데이터 센터에 적합합니다. 클러스터(예: 리테일 콜로), 소규모 단위, 노후 전산실의 에너지 절약형 리노베이션과 같은 단계적 구축 시나리오에 적합합니다.