在高性能计算（HPC）需求增加的背景下，数据中心通过提升机架密度来应对，但这对已经不稳定的电网造成更大压力。尽管停电事件的频率和严重性有所下降，但其影响仍然显著，特别是对金融和医疗等关键行业。2023年，54%的受访者报告因停电损失超过10万美元，而16%的受访者则损失超过100万美元。

值得庆幸的是，各组织正在加大对物理基础设施冗余的投资，这在减少停电影响方面发挥了重要作用。对高密度备用电源的战略性投资，对于保持运营稳定性和弹性尤为重要，尤其是在高性能计算需求不断增长的背景下。这些解决方案能够确保持续供电，支持AI工作负载的高级冷却，降低电网不稳定风险，防止运营中断和潜在损失。

高密度备用电源概述

随着数据中心变得更加高密度且负载越来越复杂，传统备用电源解决方案可能难以满足需求。高密度备用电源系统旨在为这些高要求的任务提供可靠且快速响应的电源支持。

高密度备用电源系统在停电时提供可靠的能量存储和快速的电力传输，确保即使在高峰需求期间也能稳定供电。这些系统使数据中心能够管理密集的计算任务并保持运营连续性，同时将停机或性能下降的风险降至最低。

不间断电源（UPS）系统

不间断电源（UPS）系统是确保电力稳定的重要组成部分。UPS系统在停电期间启动，防止电力波动，确保无缝运行连续性，从而防止数据丢失和硬件损坏。

UPS系统的类型

UPS系统主要分为三种类型，每种类型都有其独特的优势，以满足数据中心的特定需求。

1. 后备式UPS：提供基本电源保护，适合不太重要的应用。

2. 在线互动式UPS：无需切换到电池即可纠正轻微功率波动，适合中型应用。

3. 在线双转换UPS：提供最高级别的保护，适合高密度备用电源应用。

适用于高密度工作负载的先进UPS技术

三相UPS系统

三相UPS系统通过均匀管理电力负载，确保稳定电力供应和减少停机时间，支持连续、高密度计算，优化能源使用，提高效率。

模块化UPS系统

模块化UPS系统具有显著的灵活性，允许在同一UPS框架内逐步添加电源模块，使数据中心能够以最短停机时间扩展电源保护。

UPS锂离子电池

锂离子UPS电池提供卓越的电力存储容量和快速充电能力，可最大限度减少停电之间的停机时间。

环保模式运行

许多先进的UPS系统具备经济模式运行，能够平衡电源保护和能源效率，在电力不稳定时快速恢复有源功率调节。

电网互动能力

UPS系统与电网互动，通过主动管理电力供应和需求，提供快速频率响应（FFR）等电网服务，确保稳定运行。

需求管理

高级UPS系统在高需求期间减少电网电力消耗，结合电池储能系统（BESS），有效管理电力需求，确保卓越运营和电网独立性。

其他高密度备用电源技术

飞轮储能：提供即时能量响应，维护率低，可靠性高。

超级电容器：快速充放电，适用于频繁电源波动的应用。

发电机系统：应急能源供应，减少对化石燃料依赖，提高效率。

燃料电池：高效可靠，减少碳排放，支持持续供电。

电池储能系统（BESS）：在电力供应超过需求时储存电力，提高能源供应的稳定性和可靠性。

高密度备用电源的设计考虑

实施高密度备用电源系统需要周密规划，包括：

• 容量规划：了解当前和未来电力需求。

• 冗余配置：构建冗余，提供连续运行。

• 冷却和通风：有效冷却解决方案。

• 空间效率：优化备用电源系统布局。

• 维护和监控：定期维护和监控系统性能。

总结

高密度备用电源系统是确保数据中心不间断供电的关键。通过采用最新的UPS技术和备用电源解决方案，数据中心能够应对高计算负载，确保关键系统的无缝运行，为高性能计算和AI应用提供可靠支持。