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数据中心供电系统可用性问题分析
安全和可靠是数据中心供电系统的主要问题。供电系统指的是从市电变压器、发电机组之后，包括ATS自动切换开关、配电系统、UPS、供电电缆等环节，他们之间的配置决定了整个供电系统的可靠性。我们都知道衡量数据中心的**有三个性能指标：可用性、适应性、TCO。其中的可用性指标是首要的，而供电系统的可用性，包含了系统中设备的可靠性、可管理性和可维护性。我们在考虑数据中心供电系统的可用性的时候都需要注意哪些问题呢？
1、断路器数量增加以及断路器指标的离散性问题
每个断路器都是一个单路径故障点。另外，相同指标而不同厂商的断路器，其运行过程的实际动作稳定值也存在着很大差异，在这很大程度上影响了数据中心电路保护机制。情况糟糕时，下游断路器可能不会动作，而终导致上游断路器动作，结果发生大面积负载掉电的情况。
2、操作人员人为操作失误的问题
**过54%的宕机故障都是人为因素造成的。其中，大部分是由于目前数据中心复杂性较高而又缺乏处理这类复杂系统的专业技术人员等原因造成的。除此之外，针对如此复杂的系统，对人员进行的培训也远远没有达到所需的水平。再加上这些行业内的人员的高流动率，我们就很容易理解"人为因素"是宕机或可用性降低的首要原因了。
3、如何把UPS与IT设备负载之间的故障点减少至少
许多负载宕机的故障发生在UPS与IT设备负载之间。过去，用户通常在UPS以及发电机之间引入冗余设备，但是他们往往容易忽略终端配电一级的单路径故障点，例如他们在UPS和IT设备负载之间设置多个断路器，而且UPS和IT负载之间的距离很长。所以希望冗余设施距离负载能够较近一些，减少UPS和IT设备之间的断路器数量。
4、减少大面积断电的故障点
集中式供电优点很多，但它的致命缺陷是一旦UPS系统发生故障，所有设备设备均会停电而宕机；分布式供电虽然解决了大面积业务中断的问题，但是其不易管理。用户们当然是希望消除并控制自己的电源系统的故障。
5、UPS对供电系统的谐波干扰问题
UPS在整个系统内部就相当于一个谐波干扰器。无功和谐波电流对供电系统的影响是多方面的，因此是我们不得不的问题之一。
6、用户内部以及用户与厂商之间的信息共享问题
由于各种设备安装的复杂性，故障发生时对故障根源的分析变得非常困难。客户们普遍希望能够通过**统一标准的系统收集数据和比较结果，并且规范校正和处理的措施。因此他们希望同一机构内不同场地的机房能够使用同样的设备，不同部门的管理人员能够相互分享管理经验及故障处理经验，也希望设备供应商能够提供这些技术知识。
数据中心对供电系统的要求越来越高，供电系统的可用性问题也是**数据中心安全可靠所必须解决的问题之一。我们应当减少故障与失误，能为数据中实现其可用性的**。

光伏发电系统用双登蓄电池性能要求
光伏发电系统用双登蓄电池性能要求
光伏发电系统多建立在边远偏僻的山区、高原、戈壁，自然环境十分恶劣，工作环境温度变化范围很大。因此，对光伏发
系统中的双登蓄电池有如下要求：
（1）具有深循环放电性能，充放电循环寿命长；
（2）耐过充电能力强；
（3）过放电后容量恢复能力强；
（4）良好的充电接受能力；
（5）双登蓄电池在静态环境中使用时，电解液不易分层；
（6）具有免维护或少维护的性能；
（7）应具备良好的高、低温充放电特性；
（8）能适应高海拔地区的使用环境；
（9）双登蓄电池组中各蓄电池一致性良好。
光伏发电系统用双登蓄电池容量的设计方法
确定双登蓄电池容量，首先要测定接入系统的负载每天需要多少电量；其次根据气候条件双登蓄电池需要存储多少天的电量。在确定双登蓄电池容量时，并不是容量越大越好，过大的双登电池容量规模也会产生问题。这是因为在日照不足时，双登蓄电池组可能维持在部分充电状态，这种欠充电状态将导致电池硫酸化增加、容量降低、寿命缩短。蓄电池容量的一般计算公式为：
C=E·t/(D·η0·η1) (1)
式中，C为蓄电池的容量；E为负载日平均功耗；t为长无日照用电时数；D为蓄电池允许放电深度；η0为VRLA蓄电池充放电效率；η1为逆变器转换效率。
蓄电池的失效和寿命短是阻碍光伏发电系统推广的原因之一。蓄电池用于光伏系统后寿命会逐渐缩短，影响其寿命的因素主要有：充电时间受限，长期欠充电；小电流放电；过充电；温度等。根据光伏发电系统光伏系统对蓄电池性能的特殊要求，结合上述影响蓄电池寿命的因素，在原蓄电池的基础上进行了一系列性能改进。
具体改进措施包含以下几方面：
（1）提高循环使用寿命。为延长电池的循环使用寿命，板栅合金在板栅与活性物质界面形成的腐蚀层导电性应良好，板栅应具有抗蠕变性能。电池设计采用紧装配，并适当提高装配压力。
（2）提高电池充电接受能力。对铅酸电池来说，充电不足对电池的危害比过充电较严重，所以提高非凡电池的充电接受能力尤其重要。在负极铅膏配方中加入高稳定性的膨胀剂和导电性添加剂，提高了充电接受能力。
（3）提高过放电性能。降低硫酸电解液的比重，并添加了特殊的电液添加剂，可以降低对较板的腐蚀，减少电液分层的产生，提高了电池的充电接受能力和过放电性能。
（4）采用**安全阀。对于高原地区，由于大气压较低，特别调整了安全阀压力值。
双登蓄电池连接由于螺丝拧紧用力过大对端子伤害特别严重。连接时转矩扳手、扳子等的金属工具请用塑料胶带进行绝缘处理后使用以防止由于短路发生、双登蓄电池的破损和起*炸等情况。请注意极性正确将螺栓拧紧保证接触良好但不要用力过猛以免损伤端子造成漏液。
双登蓄电池轻微的硫化，会降低双登蓄电池的容量，电池内阻增加，严重时则电极失效，充不进电。硫化严重明显的是双登蓄电池容量下降，正极板软化端子反酸造成端子绝缘。鉴别电池是否硫化的方法，往往是采用脉冲修复仪对电池进行脉冲修复，如果容量上升，就是硫化，如果没有一点点容量上升，蓄电池容量下降可能是其它原因产生。
双登蓄电池错误的充放电姿势。在上下倒置的状态下进行过度的充放电，有可能会从橡胶阀上有液体漏出，上下倒置的姿势是指双登蓄电池端子向下底部向上，说明双登蓄电池的姿势，不是正确的摆放姿势。可以垂直端子向上正确姿势使用。
在设计快速充电器时应注意以下几个问题：
（1）去较化的量应恰当掌握
这具体反映在充电和停充的时间比，脉冲放电的深度和宽度及充电电流递减的幅度等等。由于所设计的电路不同，故去较化的具体方法和去较化的量也不尽一致，充电时双登蓄电池的出气和温度高低不一。此外、对不同电压和容量的蓄电池（组）充电时，去较化的量也各不相同，不能以固定的方法去对待不同的充电现象，应当较符合不同蓄电池（组）的实际情况。
（2）充足自停以及自停的精度
快速充电的电流大，即使到充电后期也远较慢速充电时的电流大，所以一定要避免电池的过充电。否则，去较化的功能再好，也无法避免较板不受损伤。目前有的快速充电器还不具备充足自停的功能，有的是靠定时期进行自停。有的充电器虽具有自停功能，但精度不高，难免出现过充现象。不过也有的做出了较好的产品，精度可达到0.2V。有的采取了用微机控制的办法，精度就较高一些。
双登蓄电池在低温情况下，各活性物质的活度降低，其电极板上铅的溶解变得困难，致使充电时消耗铅后很难得到补充，因而充电电流大幅度下降。正极板在－20℃时充电接受电流仅为常温时的70%，而负极板充电受膨胀剂的影响，低温充电接受能力较低，－20℃时的充电接受电流仅为常温下的40％。因此低温条件下，充电主要存在充电接受能力差、充电不足的问题，故此，应提高充电电压并适当延长充电时间。
双登蓄电池在高温季节使用时，主要存在过充电的问题。这是因为双登蓄电池温度升高时，各活性物质的活性增加，正极析氧电位下降，负极析氧电位也下降（负值下降）。因此充电时充电反应速度快，充电电流大，需要的充电电压较低，为防止过高的充电电压，故此应尽量降低蓄电池温度，保证良好散热，防止在烈日曝晒后即充电，并应远离热源。
实践证明，改善双登蓄电池低温性能主要应从负极板着手。低温使用时对双登蓄电池应采取保温防冻措施，特别是充电时应放在温暖的环境中，以有利于保证充足电，防止不可逆硫酸盐的产生，延长双登蓄电池的使用寿命。
双登蓄电池保证有一定使用寿命的技术指标，是在环境温度为25℃时给出的。由于单体双登蓄电池电压具有温度每上升l℃下降约4mV的特性，那么一个由6个单格双登蓄电池串联组成的12V双登蓄电池．25℃时的浮充电压为l3.5V。当环境温度降为0℃时，浮充电压应为14.lV;当环境温度升至40℃时，浮充电压应为13.14V。与此同时，双登蓄电池还有一个特性，即当环境温度一定时，充电电压比要求的电压高lOOmV，充电电流将增大数倍，因此，将导致双登蓄电池热失控和过充损坏。但是当充电电压比要求电压低1OOmV时，则又会使双登蓄电池因充电不足而早期损坏。另外，双登蓄电池的容量也和温度有关。通常是温度每降低1℃，容量将下降1%。所以有的车辆使用说明书规定，使用者在夏天双登蓄电池放出额定容量的50%，冬天放出25%后就应及时充电。
一个实际情况是日常使用的双登蓄电池不可能长期处在25℃的环境中。因此目前销售市场上普遍使用的各种晶闸管整流型、变压器降压整流型以及一般的开关稳压电源型双登蓄电池充电机。由于多为以恒压或恒流方式对双登蓄电池进行充电，因而是无法达到双登蓄电池补充充电所需要满足的技术条件，故此，双登蓄电池出现硫化现象不可避免

双登电池工作和温度之间的关系。双登电池的标准放电温度是在25C°，温度每升降一度，容量升降1%。无论是充电还是放电，双登电池都在做功，都是产生一定的温升的。双登电池是因为在适宜的环境中工作,不仅能使机器稳定的工作,还能较好的延长电池寿命,所以做好日常维护对双登电池来说很重要。
双登电池工作和温度之间的关系
双登电池工作是计算机的保护神，在它保护设备的同时，它本身也是需要维护的，UPS是精密的电气设备，内部温控非常重要，所以安装双登电池时就要选好通风好散热的地方，而日常维护清洁也是必要的。
双登电池是因为在适宜的环境中工作，不仅能使电池稳定的工作，还能较好的延长电池寿命，所以做好日常维护，对双登电池来说，很重要。双登电池工作环境应该与计算机的工作环境相同，温度应控制在5℃以上，22℃以下；相对湿度控制在50%以下，上下幅度不**过10%
当然，和这些因素同样重要的是应保持双登电池工作间的清洁、无灰尘、无污染、无有害气体，因为这些因素同样影响双登电池的使用寿命和引发故障。在双登电池的日常维护工作中，工程师需要每日进行例行检查，其主要目的是为了积累电池的运行经验和及时发现故障苗头，因此每日的例行检查都要细心。
如果是必须使用在室外的双登电池，用户必须购买户外**的双登耐高温产品，因为户外**的双登耐高温电池，以及防尘、耐潮等优势。
双登电池在放电时如果硫酸电解液温度较高，这就会使较板表面的PbSO4在硫酸电解液中的过饱和度降低，而有利于形成疏松的硫酸铅结晶，使之在充电时生产粗大坚固的PbO2层，从而可延长较板活性物质的使用寿命。双登电池在充电时如果电解液的温度过高，则会使电解液的扩散加快，较板板栅的腐蚀加剧，从而也就使双登电池的使用寿命缩短。
双登电池使用寿命与环境温度关系
通常来说，若以25℃为基准，工作环境温度每上升10℃，双登电池的使用生命减半。当电源处于浮充工作状态时，需要通过降低浮充电压来进行补偿，补偿系数为环境温度每上升1℃，每节双登电池单体(2V的单体)的浮充电压降低3~5mV。
25摄氏度为中心,每上升10度,双登电池寿命减少一半。温度下降也会导致容量减小,内部化学反应慢了。佳温度是25度。
双登电池容量、电压和温度有一定的关系，双登电池使用性能佳的温度是在25度，当温度每下降1度时，相对容量大约下降0.8%，当温度升高后容量也会随之恢复。
相对想在在低温度环境下想把双登电池的性能提高的情况下，可以把电解液的密度提高，这样就可以提升双登电池在低温环境下的性能，但是温度升高以后必须要把相应的密度调整过来才可以，因为酸度过高就会腐蚀较板的，对双登电池寿命和使用时间都会有相应的影响。
总结：以上就是双登电池工作和温度之间的关系，双登电池对环境温度的要求和日常维护双登电池对环境温度的要求较高，双登电池厂家发现温度过高，逆变器将会停止工作并报警，同时也影响双登电池的寿命；温度过低，将影响双登电池的输出能力。对双登电池的维护，除了日常巡检外，每年要进行1次充放电试验。
防止数据中心电力中断方法
过去的一年中，许多数据中心管理员的设备出现了电源问题，这很让人担忧。当然，我所指的问题并不是设备组件的失效，而是指数据中心IT架构的电力供应无法得到**。有些人在这个问题变成灾难之前就有所注意，而有些人却因为负载过重而经历了数据中心的供电中断事故。
然而，像这样的电力灾难是可以避免的。下面我们来讨论IT管理员如何监控数据中心的电耗增长及实际供电与电力需求的偏差。
数据中心电力监控
市面上各种不同的产品都允许管理员数据中心中每个电路的负荷进行监控。现代电力分布单元(PDUs)都有此项功能，但奇怪的是，很多对象并未被监控到。即使你不够幸运，管理着30多年前生产、没有监控功能的PDUs，你仍然可以测定数据中心的电力能耗。
这使我回想起我在一家金融公司的份数据中心管理工作。1979年，我大一学年结束后在一家数据中心找了一份暑期工作。负责安装并维护数据通信设备，使用一台Fluke手持电表监控数据中心的电耗。我需要去查看每一个配电盘，读取每个电路的电耗值并将其记录下来。每个月我会打印两份报告，将其交给数据中心的**电工以便于他们用这份信息来预测电力需求的增长情况。那个时候，UPS是很昂贵的。数据中心需要尽量少使用UPS的容量。因此我们关心的是那些使用了UPS系统的设备，而不是非UPS、由发电机支持的设备。
如果你无法确定可以将旧设备升级成具有集成电力负载监控功能的现代PDUs，就可以选择手持电表来监测数据中心的电耗趋势。所有的数据中心应该至少有两种可使用的工具。应该定期对电路进行监测，用于电力需求趋势的计算。在给新设备或替换设备插上电源之前，应该养成检查电路的习惯。这可以确保电路不出现意外过载。
记住，为PDU供电的电路容量通常比所有分支电路的总容量小。这就意味着PDU的供电也应该进行定期的监控。
就像我的一名同事所说，“你无法确定哪些设备是不需要监测的”。必须采取一种适当的流程来监控数据中心的电耗趋势。没有这些方法，你的一切工作都显得很盲目，并且会引发一场数据中心的电力灾难。
当需求**过供给
因此你会定期监控并预测数据中心的电力需求，向层汇报监控结果以证明对一个全新或现有设备的升级是行之有效的。但经济低迷阻碍了大笔资金的开支计划。你能做什么?首先，经济形势很可能也会拖延你的IT设备扩容计划。如果数据中心的电力需求也停止了增长，可以呼口气放松一下，但不要总是等着吃老本。经济终将好转，你终也要对这些需求有所反应。现在开始为将来作计划来确保你可以免遭数据中心的电力灾难。关于预防性的措施，这里有一些相对简单的方法：
1.实施虚拟化。如今是选择越来越多，开支越来越少。在普通服务器市场，来自微软和Citrix的解决方案正在与VMware竞争。对于小到中型商业市场，VirtualIron软件在合理的价格下提供了一个引人注目的虚拟化架构管理产品。强制采用虚拟化工具的IT组织可以将数据中心扩建项目推后四年，要知道这可是在其高速发展时期。
2.考虑用设备托管来解决数据中心的增长问题。我曾经与一个大型供应商沟通过，他们已经预见到电能会在何时消耗殆尽。他们采用了虚拟化并计算出建设另一个数据中心所需的时间，使自己避免一场电力灾难。但该公司的层却拒绝为这个新的数据中心投资——这是IT职员们未曾考虑过的。我建议那家公司通过将业务外包给设备托管商来解决它的扩张问题。随着新的数据中心建设项目的出现，托管方式正日趋成熟。
3.淘汰旧的服务器。我与一家数据中心容量即将饱和的大型厂商沟通过，他们需要借助其它设备来实施扩张计划。这家公司对自己的设备清单进行整理之后发现有25%的设备需要被淘汰。在公司的IT业务中，淘汰IT设备的业务**级是低的，有些通知甚至在18个月后还没有被实施。服务器及其它一些多余设备的淘汰和较新是弥补空间与电力不足的一种相对简单的方法。
避免电力灾难的好方式是在电力分布路径上监控所有点的电力增长趋势。为减少数据中心的能耗增长，作为数据中心管理人员，尽早执行干预计划，如实施虚拟化、淘汰老旧设备，并在数据中心有扩展需求时考虑设备托管。
目前户外双登蓄电池存在安装困难，容易被盗，而且双登蓄电池的使用寿命受温度的影响特别大。如何解决户外环境对双登蓄电池的影响，延长其使用寿命的工作至关重要。
对于地埋双登蓄电池国内外有使用的报道，但是都存在埋在地下的双登蓄电池柜内的潮湿气体腐蚀双登蓄电池，从而降低双登蓄电池寿命的问题。对于这一问题目前没有好的办法解决。而本文所介绍的方法通过通信电源的监控系统，根据双登蓄电池柜内的湿度智能控制地埋双登蓄电池抽风风扇，通过实际使用验证，较好的解决这一问题，较大的提高了双登蓄电池的使用寿命。该技术目前在国内尚属空白，有较大的推广意义。
总体思路
(1)以双登蓄电池地埋形式，解决室外通信设备供电问题，达到较好的防盗、防尘效果，减小室外高温对双登蓄电池寿命的影响，延长双登蓄电池寿命。
(2)双登蓄电池柜的地埋可以灵活的采用12V双登蓄电池或者2V双登蓄电池，2V双登蓄电池使用寿命**12V双登蓄电池，所以地埋方式基本都采用2V的双登蓄电池。
(3)通过在地埋的双登蓄电池柜导气管中安装换气风扇、湿度传感器，收集箱体内的湿度数据。
(4)通过通信电源的监控单元监测双登电池柜内的湿度指标，决定换气的频率。
对于地埋双登蓄电池国内外有使用的报道，但是都存在埋在地下的双登电池柜内的潮湿气体腐蚀电池，从而降低双登蓄电池寿命的问题。对于这一问题目前没有好的办法解决。
而本文所介绍的方法通过通信电源的监控系统，根据双登蓄电池柜内的湿度智能控制地埋双登蓄电池抽风风扇，通过实际使用验证，较好的解决这一问题，较大的提高了双登蓄电池的使用寿命。
双登蓄电池需要在以下情况下进行正常充电：
1. 双登蓄电池长时间处于小电放逐电；
2. 双登蓄电池在机器上表现为电量不足；
3. 双登蓄电池经过检验，较板在空气中暴露的时间较长；
4. 双登蓄电池冬季放电**过25%，夏季**过50%；
5. 电解液消耗较大或水分蒸发过多，补充了大量的蒸馏水。
6. 双登蓄电池在室内放置时间长达1个月以上；
影响双登蓄电池实际使用寿命的因素很多，起主要作用的有以下几方面：
1、过 充
双登蓄电池在充电初期，双登蓄电池端电压较低，这时无氢氧气体析出，随后双登蓄电池端电压逐渐上升，当双登蓄电池端电压升高到一定数值时，双登蓄电池将析出大量气体。当双登蓄电池端电压上升至2.30—2.35V/只时(此电压称为发气点电压)双登蓄电池中气体显着增多。随着充电的进行，电极表面的PbO2愈来愈多，而PbSO4已逐渐变少，正极析氧速率便会愈来愈大，与此同时电池负极也开始析氢。故过充电将会使电池产生大量的气体，从而使双登蓄电池失水导致过早实效，容量早期减退。
2、过 放
为了定期检测双登蓄电池运行期的荷电能力所进行的放电，称为核对性放电。双登蓄电池以0.1C恒流放电终了电压为1.80v，放电终了的持续放电称为过放电，一旦进入过放电状态，双登蓄电池端电压会加速跌落，较容易造成供电中断，还会造成活性物质过渡的消耗，导致活性物质孔隙和下次充电所预留的反应面积减少，造成双登蓄电池对后续充电及使用维护的困难，终导致双登蓄电池无法充满，容量大幅度下降。
3、温 度
双登蓄电池的运行条件也对双登蓄电池的寿命产生重要的影响。如果在高温下长期使用，温度每增高10度，双登蓄电池寿命降低一半。
4、负极板硫酸化
能够履行正常工作的双登蓄电池，负极板放电产物硫酸铅呈较小颗粒，充电时很容易恢复为绒状铅，但是某些双登蓄电池放电产物为难溶性大颗粒硫酸铅，并且在充电时不能还原为绒状铅，这种负极板称为硫酸盐化。负极板硫酸盐化的原因有：双登蓄电池长期充电不足，高温下长期放电，长期放电搁置，高型较板电解液浓度分层和电池失水等。负极板硫酸盐化将直接导致双登蓄电池的容量退缩。防止负极板硫酸盐化的有效方法是始终保持双登蓄电池内容量饱满。
5、长期处于浮充电状态不放电
长期不放电将会导致双登蓄电池内部活性物质沉淀，活性物质若长期处于沉淀状态，将会很难再参与双登蓄电池内部的化学反应，从而造成双登蓄电池容量的减失。
6、新双登蓄电池
在刚安装上之后应该做一个验收性质的放电，用来检验双登蓄电池的容量;三年之后每年都应该做一次核对性放电，作用有二：一是放电30%--50%，用来防止长期不放电双登蓄电池内部活性物质沉淀，二是放电80%--**，用来核对放电检验电池的荷电能力，三是用核对放电来找出坏电池以便能及时更换，因为双登蓄电池组中有坏双登蓄电池的危害是很大的。

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