Robuste USV von ABB für Hochleistungs-Rechenzentren

Für UL- und IEC-Märkte

Die neue unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) MegaFlex von ABB richtet sich an Anwendungen wie z.B. Rechenzentren mit hohen Leistungsanforderungen. Sie ist kompakt, robust und zeichnet sich durch eine hohe Verfügbarkeit und Effizienz aus.
 Die Bedienoberfläche bietet dem Betreiber einen umfassenden Überblick. Die gleichen Informationen können aber auch über eine Website abgerufen werden.
Die Bedienoberfläche bietet dem Betreiber einen umfassenden Überblick. Die gleichen Informationen können aber auch über eine Website abgerufen werden. Bild: ABB

Die Menge an Daten, die weltweit minütlich in Rechenzentren aufläuft, ist riesig. Diese Datenflut muss nicht nur auf schnelle und sichere Weise gespeichert werden, die Daten müssen auch ebenso schnell abrufbar sein, damit sie in einer der vielen Anwendungen genutzt werden können, auf denen unser tägliches Leben basiert. Mit zunehmender Digitalisierung steigt auch die Zahl und Größe der Rechenzentren rund um die Welt. Damit einher geht ein weiterer Trend hin zu cloudbasierten, hybriden und verteilten Rechenzentren, denn einzelne unabhängige Standalone-Rechenzentren sind häufig nicht in der Lage, die Anforderungen ihrer Kunden in puncto Datenreplikation, Datenverkehr, Zuverlässigkeit und Resilienz zu gewährleisten.

Bild: ABB Stotz-Kontakt GmbH

Anforderungen an Rechenzentren

Es gibt viele Anforderungen, die für alle Betreiber von Rechenzentren gelten. Dazu gehören Betriebskontinuität und null Ausfallzeiten sowie die Senkung der Investitions- und Betriebskosten durch eine höhere Energieeffizienz. Ein Rechenzentrum muss seine Daten auf sichere und zuverlässige Weise speichern. Daher ist eine ununterbrochene Versorgung mit hochwertigem Strom von entscheidender Bedeutung. Tatsächlich ist die häufigste Ursache für Ausfälle in Rechenzentren ein Problem mit der Stromversorgung.

Die von ABB entwickelte DPA-Technik (dezentrale Parallelarchitektur) hat sich bereits vielfach bewährt. Steigen die Leistungsanforderungen, können weitere Module hinzugefügt und so Leistungen von mehreren MW erreicht werden. Doch da mit zunehmender Größe der Rechenzentren auch die Leistungsanforderungen an die USV steigen – auf 30 oder 40MW – werden USV-Systeme mit einer Grundleistung von mindestens 1MW benötigt, die für Anwendungen mit einem Leistungsbedarf von bis zu 6MW erweitert oder konfiguriert werden können. So können fünf solcher Einheiten den Energiebedarf einer 30MW-Anlage decken.

Weitere bedeutende Aspekte sind der Trend weg von Standalone-Rechenzentren hin zu geografisch verteilten Einrichtungen, globales Verkehrsmanagement, die Replikation kritischer Daten, virtuelle Speicher, Cloud-Computing und andere komplizierende Faktoren. Diese Entwicklungen stellen neue Anforderungen an die Resilienz, verlangen neue Denkweisen und veranlassen vor allem Kunden dazu, nach einer Stromverteilungslösung zu suchen, die hoch effizient, skalierbar, flexibel und einfach zu installieren und zu warten ist. Um diese steigenden Kundenanforderungen zu erfüllen, hat ABB die MegaFlex-USV für die UL- und IEC-Märkte entwickelt.

Transformatorlose USV

Die neue Lösung ist eine transformatorlose USV bestehend aus Leistungsblöcken mit jeweils 250kW, einem zentralen statischen Bypass mit einer Nennleistung von 1.000 bzw. 1.500kW und einem I/O-Anschlussschrank mit einer Nennleistung von 1 bzw. 1,5MW. Die Einspeisung kann einfach oder doppelt (optional) sein. Als externer Energiespeicher können Lithium-Ionen- oder VRLA-Batterien (ventilregulierte Blei-Säure-Batterien) verwendet werden. Ein Rückspeiseschutz ist standardmäßig vorhanden. Redundante Kapazitäten von 1.000kW N+1 oder 1.250kW N+1 sind optional möglich. Eine Produktvariante mit dezentralen Bypass-Schaltern und daher kleinerer Stellfläche wird zuerst auf den Markt kommen.

Intelligentes Energiemanagement

Aufgrund der enormen Energiemenge, die von großen Rechenzentren benötigt wird, spielt das Thema Energieeffizienz eine wichtige Rolle. Jeder Prozentpunkt, um den die Effizienz verbessert werden kann, bedeutet erhebliche Kosteneinsparungen. Die Standard-Betriebsart der MegaFlex-DPA-USV ist der spannungs- und frequenzunabhängige (voltage- and frequency independent, VFI) Doppelwandlungsmodus mit einem Wirkungsgrad von bis zu 97,4%. Alternativ kann die USV im spannungs- und frequenzabhängigen (voltage- and frequency-dependent. VFD) Eco-Modus betrieben werden, um einen Wirkungsgrad von 99% zu erreichen.

Wird eine USV deutlich unter ihrer Kapazität betrieben, kann sich dies negativ auf ihre Energieeffizienz auswirken. Der Xtra VFI-Modus bietet eine intelligente Möglichkeit, Verluste zu minimieren und die Effizienz zu verbessern, wenn die USV im Doppelwandlungsmodus arbeitet. Bei aktiviertem Xtra VFI-Modus passt die USV die Anzahl der aktiven Module automatisch an die Lastanforderungen an. Nicht benötigte Module werden in den Bereitschaftszustand (Standby) geschaltet und reaktiviert, sobald die Last zunimmt. Die dadurch erzielten Effizienzverbesserungen sind besonders groß, wenn die Last weniger als 25% der vollen USV-Systemleistung beträgt – ein Betriebsbereich, in dem herkömmliche USV-Systeme eher schlecht abschneiden.

Die Schaltparameter können vom Nutzer konfiguriert werden. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, die Lebensdauer zu verlängern und die Alterung auszugleichen, schaltet das System die Module in festen Intervallen abwechselnd in den aktiven und den Standby-Modus. Bei einem Netzausfall oder einer anderen außergewöhnlichen Situation wechseln alle Module innerhalb von Millisekunden zurück in den aktiven Modus.

Steuerung und Überwachung

Auf der Bedienoberfläche (HMI) der MegaFlex-PDA-USV können Messungen, Ereignisse und Alarme (Ausfall des Primäreingangs, Batteriestatus, Übertemperatur, Überlast, Status des Eingangs- und Ausgangsschutzes usw.) sowie der Status der USV und der wichtigsten Komponenten angezeigt werden. Ebenfalls gemessen und angezeigt werden Spannung und Stromstärken am Eingang, Ausgang und der Batterie, kW und kVA am Ausgang, thermische Überwachung des Hauptstromrichters und kritischer Komponenten.

Für die Konnektivität sorgen zwei Steckplätze für optionale Kommunikationskarten, z.B. für SNMP, Modbus TCP/IP oder Modbus RS485. Über diese Ports können Messungen und Alarme dem Stromüberwachungssystem (EPMS), dem Gebäudemanagementsystem (BMS) und dem Infrastruktur-Managementsystem des Rechenzentrums (DCIM) zur Verfügung gestellt werden. Diese Systeme können wiederum z.B. über das lokale Netzwerk (LAN) in die ABB Ability Data Center Automation Lösung eingebunden werden. Die USV verfügt ferner über potentialfreie Eingänge für die Fernabschaltung, den Generatorbetrieb und externe Schaltanlagen, potentialfreie E/A-Ports, eine Castell-Verriegelungsfunktion und einen vorkonfigurierten Eingang für einen Batterie-Temperatursensor.

Resilienz

Resilienz bezeichnet die Fähigkeit eines Systems, vollständiges Versagen zu verhindern bzw. auch mit einem gewissen Anteil defekter Hard- oder Software zuverlässig weiterzuarbeiten. Um auch angesichts neuer Trends im Bereich der Rechenzentren – wie z.B. hybride und verteilte Architekturen, Fortschritte in der Virtualisierung, Strategien zur Verschiebung von Daten zwischen geografischen Standorten zur Nutzung günstigerer Energietarife und die Echtzeit-Datenreplikation an unterschiedlichen Standorten für hyperkritische Anwendungen – die notwendige Resilienz zu gewährleisten, ist ein systemweiter Ansatz erforderlich.

Die MegaFlex-DPA-USV und die dazugehörigen Infrastrukturkomponenten von ABB wie intelligente Schaltanlagen, smarte Sensoren, cloudbasierte vorausschauende Wartungsalgorithmen, unternehmensweite und standortspezifische Überwachung, Transformatoren, Kurzschlussisolation, Selektivität usw. helfen dabei, die notwendige systemweite Resilienz zu gewährleisten.

Ein weiterer Aspekt der Resilienz liegt in der Wartungsfreundlichkeit und der Vermeidung menschlicher Fehler – Faktoren, auf die bei der Entwicklung der USV geachtet wurde. So können die Module mithilfe eines Hubwagens zur Anlage transportiert und auf ihren integrierten Rollen an ihren Platz geschoben werden. Der Anschluss erfolgt mithilfe von Dockingsteckern, sodass Verkabelungsfehler verhindert werden.

Die Kabelzuführung für den Netzanschluss ist von oben oder unten möglich, und die Schränke sind IP20-geschützt. Das Lüfterpaket mit standardmäßiger Fehlererkennung und Drehzahlregelung ist auf einer ausziehbaren Schublade montiert, um den Zugang zu erleichtern. Die Notwendigkeit eines Austauschs von Verschleißteilen wie Lüftern und AC- und DC-Filtern wird rechtzeitig angezeigt, was die Zuverlässigkeit erhöht.

Das könnte Sie auch Interessieren

Weitere Beiträge