浅议新一代高频模块化电源解决方案ARRAY

近日，多元化工业产品提供商伊顿公司旗下的山特公司（以下简称“山特”）宣布，将在2009年逐渐升级山特原有ARRAY系列UPS性能参数，进一步加大此电力保护系统的“可靠性”及“可用性”。在刊出这一消息之后，有很多终端客户及读者纷纷反馈，表示对“可用性”的理解存在诸多疑惑和盲点，希望笔者能够予以一一解答。有鉴于此，笔者就山特推出的此款“新一代高频模块化电源解决方案ARRAY”及“可用性”的相关概念，作一个简单的阐释。
   
一、模块化UPS是怎么回事？
       我们知道，UPS不间断电源一般分三大类，即后备式、互动式和在线式。随着科技发展，电子器械及电力系统对电能质量的要求越来越复杂和严苛，逐渐由后备式发展到了互动式、在线式、热备份、整机并联冗余、模块化等等一系列的产品型类及先进技术。模块化UPS也正是基于这样的理念与趋势出现的。
       进入21世纪以来，IT技术逐渐发展普及，促使大型数据中心乃至企业中心机房的位置凸现，如何有效保证数据安全，成为大家都很关注的问题。由于单台UPS无此能力，大家都不放心，于是提出了冗余供电的问题。早期就是由单机构成的冗余供电系统，当时有热备份串联冗余和并联冗余两种；上面两种方法多用于中大型机房，但我国70%以上是中型以下的小型机房，用上面的办法受限制，一方面是投资太大，另一方面小容量UPS不能并联，于是N+X模块化UPS就产生了，很好地解决了这个问题。
   
二、何为“可用性”？

       从上图可以看到，模块化电源系统通过“并联冗余”和“热插拔”技术，在提高了系统可靠性的同时降低了维修时间。但是，这里没有提到“可用性”，“可用性”到底是个什么东西？这就需要我们从“可用性”的概念及衡量公式谈起。

       可用性等于平均无故障时间除以平均无故障时间与平均故障修复时间之和的比率。这是一个不同于“可靠性”的测量角度，简单理解，“平均无故障时间”就是我们所谓的“可靠性”，系统无故障运行时间越长，我们说系统的可靠性越高。但是，介于电力系统安全在公司运营中的关键作用和关联性影响，光考察系统的可靠性是不够的，还需要考察系统的故障修复时间和扩容时停机时间。一方面，N+X模块化并联冗余技术提高了系统的可靠性，使得“平均无故障时间”提高；另一方面，运用热插拔技术和标准化组件，极大的降低故障修复时间，二者一结合，系统的可用性一下子提高很多。

       举例说明，产品（UPS）A三年故障一次，一次维修要一个月，那么它的可用性是355天/年，一年之中有10天系统是不可用的。而产品（UPS）B两年故障一次，一次只维修2天，那它的可用性就是364天/年，即一年之中只有1天不可用。产品B比产品A每年要多9天可用。有过UPS使用经验的读者可能知道，传统的塔式机器故障了，其维修周期何止一个月，而N+X模块化UPS可以通过科学的模块备份或冗余设计，将故障维修时间降低为零，真正做到“在系统不间断的情况下，即坏即拔，即插即用”。
   
三、关于ARRAY模块化UPS
       ARRAY系列模块化UPS是山特公司2003年推出的一款高频N+X冗余模块化UPS，是国内最早的模块化UPS产品之一。就目前的市场来看，ARRAY系列模块化UPS是业内少数能健康发展，有自主创新技术及运用比较成熟的模块化产品。相对于其他后起之辈，其不同点在于：
1、自主创新技术，运用比较成熟。自2003年山特公司开发出第一款模块化ARRAY系列A UPS至今，已成功开发出第三代模块化电源保护系统。其第二代代表作为ARRAY 3A3，单个模块15KVA，三进三出；第三代模块化代表作为ARRAY MP，单个模块为5KVA，三进三出或三进单出，可塔式机架式转换。山特的模块化UPS技术在业内算是较早且较为成熟的，目前很多后期之辈都是在模仿山特ARRAY的设计架构。
2、ARRAY系列模块化UPS的智能模块和功率模块是在一起的，这是ARRAY非常独特的一点。目前市面上很多模块化机器只是功率模块的并联冗余，而智能模块（控制模块）是分开的，也就是大家常说的一个脑袋多个身子，功率模块与智能模块之间的这种线性连接一个比较大的问题就是会增加“单点故障”的概率，而功率模块与智能模块绑在一起，就很好地避免了这些问题。

3、ARRAY系列模块化UPS的集成性比较高。我们从市场上获取的信息及参数比较得出，山特第三代模块化电源解决方案ARRAY MP可以集UPS单元、配电、监控、防雷、变压器和电池于一体，一个机柜就是一个整体解决方案。同时，ARRAY MP安装灵活，既可以塔式安装，也可以直接置于用户空置的机柜内，对于占地面积的考量要小于其他机器。

        近年来，N+X冗余模块化UPS发展很快，很多UPS制造商也很看重这种结构方式所蕴含的巨大价值，模块化的概念也逐渐被消费者所接受，一时间泥沙俱下、鱼龙混杂。笔者提醒各位消费者，切不可轻信厂商的一面之词，模块化UPS是好，但选购之时要详细考察企业的资质：所生产的是否是真的模块化冗余UPS？何时开发的？技术成熟度如何及是否存在较多的成功案例等等，以免造成不必要的损失。