Rambler's Top100
 
Статьи ИКС № 2 2018
Александра КРЫЛОВА  05 сентября 2018

Надежные, безотказные, инновационные

Несмотря на приверженность создателей ИБП проверенным схемотехническим решениям, в 2017 г. у ведущих вендоров появилось немало новаторских разработок.

Рынок ИБП, глобальный и российский

Объем глобального рынка источников бесперебойного питания составил по итогам 2016 г. $7,2 млрд, подсчитали аналитики компании IMS. Из этой суммы $4,2 млрд пришлось на сегмент систем средней ($1,7 млрд) и высокой мощности ($2,5 млрд). В том, что к 2020 г. рынок, по прогнозам, вырастет до $8 млрд, немалая «заслуга» цифровизации, которая сегодня охватывает большинство отраслей экономики.

В России, по оценкам аналитиков iKS-Consulting, объем рынка источников бесперебойного питания мощностью 10 кВА и выше за 2016 г. достиг $279 млн, или 18,6 млрд руб., что свидетельствует о его восстановлении после спада, начавшегося в 2013 г. и продолжившегося в 2014-м и в 2015-м.

Оживлению на рынке в 2016 г. способствовали меры государственной поддержки российских товаров, тендеры и конкурсы в рамках подготовки к Кубку Конфедераций и Чемпионату мира по футболу 2018. Еще одним драйвером стало принятие «закона Яровой», реализация которого требует от операторов связи многократного увеличения объемов хранимых данных, а значит, и систем, обеспечивающих работу хранилищ, в том числе ИБП.

Все эти факторы позволили аналитикам спрогнозировать дальнейший рост сегмента систем бесперебойного электропитания мощностью 10 кВА и выше и увеличение его доли в структуре российского рынка ИБП в денежном выражении с 25% в начале 2017 г. до 34% к 2020-му.

Тон задают заказчики

Годы экономического спада научили российские компании серьезному отношению к показателю TCO – совокупной стоимости владения активами, в том числе ЦОДами, где чаще всего и применяются ИБП высокой мощности.

Поскольку современные системы бесперебойного питания мощностью 10 кВА и выше – сложное оборудование с высокой интеллектуальной составляющей, и в их разработку вкладываются большие средства, для защиты инвестиций вендоры вынуждены постоянно изучать потребности потенциальных заказчиков.

Стремление к оптимизации ТСО систем бесперебойного питания, как отмечают в компании Delta Electronics, останется основным вектором развития линеек ИБП всех производителей на ближайшие годы. Собственно, с этим вектором связаны все запросы заказчиков: интерес к модульным системам, к ИБП с повышенной плотностью мощности, к комплексным решениям, помимо оборудования включающим в себя систему мониторинга и управления, а также к услугам аудита инженерной инфраструктуры.

А компания Schneider Electric при создании Galaxy VX – мощных ИБП, предназначенных для крупных ЦОДов и промышленных предприятий, – выявила заинтересованность заказчиков в снижении CAPEX и OPEX нового оборудования и одновременно в повышении его надежности.

Рис. 1. Критерий выбора ИБП

Иными словами, заказчики мощных ИБП сегодня хотят вместе с оборудованием получить энергоэффективность, надежность, простоту и безопасность его эксплуатации. Также им нужны системы с КПД выше 96% и с максимальным значением активной выходной мощности. Для применения в промышленности важно исполнение ИБП в корпусах с дополнительной защитой модулей и компонентов от неблагоприятных внешних воздействий.

Еще одна группа требований связана с упрощением обслуживания ИБП (его обеспечивает модульная архитектура), расширенными функциями контроля состояния устройства и качества электропитания.

По данным опроса iKS-Consulting, проведенного в 2017 г. и охватившего более 100 крупных компаний, в топ-3 критериев выбора ИБП входят уровень надежности, время автономной работы и совместимость с уже установленным оборудованием (рис. 1).

На аппаратном уровне

Несмотря на консерватизм сферы разработки ИБП, поиски новых технических решений, которые позволят повысить их КПД, удешевить производство, уменьшить массогабаритные характеристики и улучшить параметры входного напряжения, продолжаются.

Компания Schneider Electric представила в 2017 г. блочный масштабируемый ИБП Galaxy VX мощностью 500–1500 кВт с возможностью параллельной работы для построения более мощных схем или схем с резервированием и с поддержкой литий-ионных батарей (рис. 2).

Рис. 2. ИБП Galaxy VX

Главная конструктивная особенность этого ИБП – четырехуровневый инвертор. Это схемотехнически непростое решение, оправданное на высоких мощностях, позволяет снизить нагрузку на силовые компоненты инвертора, что особенно ценно в жаркую погоду. Благодаря ему ИБП работает при температуре +40°С без ухудшения характеристик – выходной мощности и перегрузочной способности (150% в течение 1 мин).

Летом 2018 г. производитель начал обновлять линейку небольших ИБП: на замену Galaxy 300 вышла система Easy UPS 3S с диапазоном мощностей 10–40 кВт. При ее разработке основной упор был сделан на максимальную компактность: в результате ширина Easy UPS 3S без батарей составляет всего 25 см, а вес – менее 100 кг. Такие габариты никак не повлияли на надежность ИБП. Наоборот, по КПД, выходному коэффициенту мощности, перегрузочной способности, мощности зарядного устройства Easy UPS 3S превосходит Galaxy 300.

Для новых семейств ИБП характерны выходной коэффициент мощности, равный 1, КПД до 96% в режиме двойного преобразования и наличие режима нагрузочного самотестирования без подключения реальной нагрузки. Дизайн систем стал однотипным: ярко-белые корпуса с зелеными ручками придают оборудованию более позитивный вид.

Мощность систем Galaxy VX наращивается как на уровне шкафов (это не требует дополнительных кабельных работ), так и путем параллельного подключения нескольких ИБП. Поскольку Easy UPS 3S входит в линейку устройств среднего ценового сегмента, он масштабируется только путем параллельного подключения устройств (до четырех ИБП).

Компания Eaton недавно анонсировала ИБП, которые комплектует вместо батарей суперконденсаторами собственной разработки. Такие источники бесперебойного питания имеют значительно меньший вес и не нуждаются в дополнительном охлаждении, обеспечивая резервирование в диапазоне от нескольких секунд до нескольких минут, т.е. представляют собой экономичную альтернативу дизельно-роторным ИБП. В такой компоновке они могут работать в температурном диапазоне от –40°С до + 65°С, что делает их незаменимыми для эксплуатации в сложных условиях. В настоящее время суперконденсаторами могут быть оснащены все новые модели трехфазных ИБП Eaton мощностью от 8 до 7700 кВт.

Рис. 3. ИБП серии LevelUPS

Новинки в портфеле компании Makelsan – серия ИБП LevelUPS мощностью до 1000 кВА и высокоэффективная серия ИБП LevelUPS T3 (рис. 3) со встроенным трансформатором гальванической изоляции (мощностной диапазон 10–200 кВА).

Основная техническая особенность серии LevelUPS – применение технологии трехуровневого преобразования энергии с использованием современных IGBT-модулей. Это обеспечивает КПД до 97% с сохранением всех преимуществ устройств предыдущих поколений. Выходной коэффициент мощности новых ИБП равен 1. При этом они способны питать как емкостную, так и индуктивную нагрузку без снижения выходного уровня мощности.

В сегменте однофазных ИБП компании Powercom появились новые источники бесперебойного питания серии MAC и MRT с коэффициентом мощности 1, позволяющим подключать к ним больше нагрузки, и с функцией «горячей» замены батарей, которая ускоряет обслуживание ИБП в аварийной ситуации.

Серьезной переработке подверглись трехфазные системы вендора. Благодаря полному обновлению силовой части с применением новых электронных элементов, а также изменению компоновки плат и расположения АКБ удалось уменьшить массогабаритные характеристики оборудования, улучшить вентиляцию силовой части, снизить запыленность внутреннего пространства ИБП, значительно увеличить его срок работы и, что важно, сократить расходы на обслуживание.

В результате новая серия систем VGD-II, пришедшая на смену линейке VGD, отличается от своей предшественницы более высокой надежностью, улучшенным дизайном и повышенным удобством подбора ИБП для различных видов нагрузки. Также изменилась архитектура трехфазных промышленных ИБП высокой степени надежности серии ONL: так как все новые устройства построены по модульному принципу, серия получила название ONL-M.

Компания «Импульс» представила модульные решения с мощностью одного фрейма до 600 кВА и возможностью создания систем общей мощностью до 2400 кВА. Такие ИБП отличаются компактностью (могут встраиваться в ряды стоек с ИТ-оборудованием), высокой плотностью мощности и обладают всеми необходимыми коммуникационными интерфейсами. КПД таких модульных систем, по данным компании, достигает 97% при нагрузке в диапазоне 25–100%. На случай аварии есть функции «горячей» замены силовых модулей, модуля электронного байпаса, а также блока синхронизации и управления.

Компания Huawei сделала ставку на модульность. По крайней мере все новинки, которые она вывела на российский рынок в 2017–2018 гг.: ИБП серий UPS5000-S, UPS5000-E, UPS5000-S-IPB и FusionPower5000, – имеют такую архитектуру.

У каждой из серий источников бесперебойного питания свои особенности. Так, модели серии UPS5000-S позиционируются как высокоэффективные: их энергоэффективность достигает 97,1%. Интегрированный источник бесперебойного питания серии UPS5000-E мощностью до 75 кВт имеет модульные АКБ. Высокоэффективный ИБП серии UPS5000-S-IPB мощностью до 200 кВт со степенью защиты IP42 предназначен для применения в промышленности. Источник бесперебойного питания FusionPower5000 – лидер среди новинок по мощности (до 1,2 МВт).

В целом все новые серии ИБП отличают компактность, высокая плотность мощности каждого модуля, высокая эффективность и резервирование всех компонентов.

Эксклюзивный дистрибьютор Socomec в России, компания «Преора», представила в этом году две линейки моноблочных ИБП средней мощности четвертого поколения. Линейка Masterys GP мощностью 60–160 кВА позиционируется производителем как система для управления электропитанием ИТ-оборудования, поддерживающего работу критически важных приложений «умного» производства и интеллектуальных зданий. ИБП линейки Masterys BC+ мощностью 100–160 кВА универсальны и могут использоваться для защиты электропитания самых разных систем.

Новые ИБП поддерживают стандартный режим двойного преобразования электроэнергии и экорежим. В первом режиме КПД систем линейки Masterys GP достигает 96,5%, а Masterys BC+ – 95%, в экорежиме этот показатель возрастает у Masterys GP до 99,2%, а у источников линейки BC+ – до 99%. Благодаря тому, что переключение между режимами занимает всего 2 мс, ИБП обеих линеек применимы в ЦОДах.

Задачи масштабирования и резервирования производитель предлагает решать с помощью параллельного подключения систем: таким образом можно подключать до шести ИБП.

Курс на локализацию производства

В ответ на меры государственной поддержки российских товаров некоторые зарубежные поставщики приняли решение о локализации своего производства в России.

Одной из первых стала компания Legrand. В 2016 г. на ее заводе в Ульяновске были запущены новые сборочные линии для выпуска моноблочных ИБП серии Keor T мощностью 10–120 кВА. В 2017 г. Legrand совместно с компанией «Инсистемс» представила проект производства ИБП моноблочной серии Keor T 10–120 кВА во Владивостоке. Сегодня там проводятся сборка и выходной контроль качества систем ИБП мощностью до 120 кВА. Проверка продукции осуществляется более чем по 20 параметрам, включая соблюдение правильности сборки устройств, установки и проверки батарей, силового каркаса. При необходимости на заводе могут осуществляться калибровка отдельных узлов и общая настройка ИБП.

В 2017 г. Legrand представила в России однофазные онлайн-ИБП серии Daker DK Plus мощностью 1–10 кВА (в вертикальном исполнении и для установки в стойку), предназначенные для обеспечения бесперебойной работы серверных комнат в медицинских учреждениях и на промышленных объектах.

На сентябрь 2018 г. намечен запуск новой линейки ИБП серии Keor T EVO – трехфазных моноблочных онлайн-ИБП c двойным преобразованием и мощностью 10–20 кВА. Новые системы способны сами «выбирать» наиболее эффективный режим работы в зависимости от характеристик сети и гарантируют высокое качество электроэнергии на выходе с КПД до 96%.

По пути локализации пошла и GE Industrial Solutions, подписавшая в 2017 г. лицензионное соглашение с компанией «Абитех» о предоставлении последней права на сборку, тестирование и продажу источников бесперебойного питания GE на территории России.

Сегодня в портфеле российской компании несколько линеек ИБП, как производимых в рамках соглашения с GE, так и собственной разработки. Коньком «Абитеха» являются новые трехфазные системы серии КР33 мощностью 10–600 кВА. Все эти монолитные ИБП построены на IGBT-вы­прямителях, имеют «широкое окно» входного напряжения (–65%...+20%), версии, предназначенные для работы с внутренними и с внешними АКБ, и поддерживают параллельную работу до восьми устройств. Есть в портфеле «Абитеха» и модульные ИБП серии МР 33 мощностью 25–600 кВА, которые в зависимости от потребностей заказчика могут строиться из силовых блоков 25 и 40 кВА.

Батарейная поддержка

Тренд 2017–2018 гг. – готовность литий-ионных батарей к использованию в мощных ИБП. По сравнению со свинцово-кислотными и никель-кадмиевыми аккумуляторами такие АКБ служат дольше, так что позволяют сэкономить на их замене. Вместе с тем капитальные вложения в литий-ионные батареи пока в несколько раз выше, чем в другие.

ГђГЁГ±. 4. Ñèñòåìà ëèòèé-èîííûõ áàòàðåé Flex’ion

Первой батареи этого типа применила в мощных ИБП компания Schneider Electric, вскоре за ней потянулись Socomec, Delta Electronics, Eaton, Huawei и некоторые другие вендоры.

Не отстают от них в стремлении закрепиться в новом сегменте и производители АКБ. Так, компания Saft, известный поставщик батарейных систем для промышленного сектора, в ноябре 2017 г. представила новую линейку литий-ионных батарей Flex’ion (рис. 4), спроектированную специально для применения в ИБП высокой мощности, защищающих критически важную нагрузку. Безопасность и надежность эксплуатации батарейной системы обеспечивает проприетарная технология SLFP (Super Lithium Iron Phosphate – супер-литий-железо-фосфат).

По сравнению с VRLA-батареями Flex’ion дают возможность уменьшить размеры батарейной системы в три раза по объему и в шесть раз по весу, что интересно для ЦОДов. Кроме того, у этих аккумуляторов более высокая удельная мощность и более широкий диапазон рабочих температур. Батареи Saft Flex’ion не требуют никакого периодического технического обслуживания, срок их службы превышает 20 лет. Эффективность цикла заряда-разряда приближается к 100%, что позволяет избежать дополнительных потерь энергии.

Каждая батарея Flex’ion может через PLC-интерфейс обмениваться информацией по наиболее распространенным протоколам с другими инженерными системами ЦОДа, а система мониторинга батарей Intelli-Connect работает даже при отключении зарядного устройства.

Контролируйте это

Все инновационные аппаратные решения новых источников бесперебойного питания поддержаны на программном уровне. Так, компания ABB предлагает в составе своих модульных ИБП интеллектуальные решения ABB Ability для их мониторинга с использованием облачных технологий передачи и хранения данных.

Источники бесперебойного питания Makelsan поддерживают коммуникационные интерфейсы и ПО, которые легко интегрируются в системы диспетчеризации и мониторинга объектов. В устройства могут быть встроены интерфейсные карты, поддерживающие все распространенные современные протоколы обмена данными.

Новые модели ИБП компании Powercom работают под управлением более мощных и «умных» процессоров, чем системы прошлых поколений. В ходе работы над ними изменилось ПО интерфейса, что упростило настройку, текущее обслуживание и мониторинг оборудования.

Системы мониторинга работы ИБП очень важны, поскольку повышают эффективность обслуживания, уменьшают показатель PUE и в конечном счете помогают клиентам оптимизировать операционные затраты, считают в компании Huawei. В портфеле вендора за решение всех этих задач «отвечает» система интеллектуального управления iPower.

В каждом силовом модуле ИБП Socomec есть плата управления, контроллер, а также стандартные (MODBUS RTU) и дополнительные («сухие контакты», MODBUS TCP, PROFIBUS) средства коммуникаций. Для мониторинга состояния оборудования и управления свертыванием нескольких операционных систем служит веб- и SNMP-интерфейс Net Vision, который подходит для «общения» и с высокопроизводительными компьютерными системами, и с электронным оборудованием.

В портфеле Eaton для усиления линейки устройств распределения электропитания появились блоки третьего поколения Eaton ePDU G3. Их специализированные версии способны измерять различные параметры, удаленно управлять питанием и перезагрузкой оборудования, а также работать вместе с программным обеспечением Intelligent Power Manager (IPM), которое служит для управления питанием физических и виртуальных серверов облачной инфраструктуры, а также для контроля состояния устройств и режимов их работы.

Это ПО просто масштабируется от уровня локальной сети с несколькими ИБП и ePDU до уровня корпоративных критических энергосистем и при необходимости интегрируется с VMware vCenter и SCVMM от Microsoft, позволяя повысить продуктивность работы и упростить техобслуживание.

Возможность не только контролировать состояние систем электропитания в ЦОДах, но и оказывать на них управляющее воздействие обеспечивает Smart PDU RPCM. С помощью этого «умного» модуля удаленного управления электропитанием, разработанного российской компанией RCNTEC, можно одновременно управлять розетками по сети передачи данных из любой точки планеты, защищать от короткого замыкания потребителей электропитания на каждом выводе, учитывать потребление электроэнергии на каждой розетке, диагностировать корректность подключения заземления, а также автоматизировать процесс включения «зависшего» оборудования.

Компания CyberPower в 2018 г. представила систему контроля и управления зарядом батарей (BMS), позволяющую обнаружить батарею, которая, судя по характеристикам, скоро выйдет из строя, и заблаговременно оповестить об этом сервисную службу. Кроме этого, BMS выравнивает заряд, не давая «слабым» батареям влиять на заряд соседних АКБ, тем самым значительно продлевая срок службы батарейного массива, повышая надежность ИБП и снижая издержки от внеплановой замены АКБ.

А для контроля самого разного оборудования электропитания, оснащенного SNMP-адаптером, в ЦОДах компания CyberPower предлагает комплексное решение – PowerPanel Enterprise. Это ПО может применяться самостоятельно или интегрироваться в SCADA-систему предприятия. С его помощью можно контролировать состояние устройств как в централизованной, так и в распределенной системе, и управлять ими.

Поскольку ПО глобальное, оно работает с оборудованием разных производителей, а количество подключенных устройств ограничивается только возможностями сервера. В режиме реального времени оно отображает состояние системы в целом и поэлементно. Группировка устройств позволяет получать информацию в удобном формате, а поэлементное информирование о внештатной работе любого из них дает возможность оперативно принимать меры. Кроме того, это ПО выполняет архивацию данных, на основе которых можно проводить анализ и разрабатывать эффективные алгоритмы управления.

Задел на будущее

Идя навстречу пожеланиям клиентов, производители мобилизовали интеллектуальные ресурсы своих инженеров для решения нетривиальной задачи: разработать надежные и эффективные ИБП, которые не требуют высоких капитальных вложений и операционных затрат или позволяют со временем компенсировать высокие CAPEX за счет низких OPEX. И, судя по характеристикам новых систем, им это удалось. Тем самым создан задел на будущее. При реализации концепции Fog Computing, предполагающей приближение вычислительных систем к управляемым ими инфраструктурам или процессам и использование многоуровневых облачных архитектур, потребуется множество новых периферийных дата-центров. А это значит, что спрос на надежные и недорогие ИБП будет только расти.

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!