Dinamik Kesintisiz Güç Kaynaklarının Konfigürasyonunun Güvenilirlik Değerlendirmesi: Veri Merkezleri Örneği

Özet

Çalışma, veri merkezi güç kaynağı konfigürasyonlarının güvenilirliğini, yeni ekipman verisinin yetersiz olduğu erken tasarım aşamasında nasıl hızlıca sıralayabileceğimizi soruyor. Altı DRUPS konfigürasyonu karşılaştırılıyor: tek sistem, paralel (2/3), çapraz bağlantılı (3/4), yalıtımlı paralel, yalıtımlı yedekli ve dağıtık yedekli. Klasik göstergeler IEC 61078:2016'ya göre güvenilirlik blok diyagramlarıyla ve yayımlanmış bileşen verisiyle hesaplanıyor.

İkinci yöntem 'bilgi kaynağı' analizi: yalnızca ağ yapısına (yönlü graf ve komşuluk matrisi) dayanıyor ve her UPS elemanının çalışma süresi verisini gerektirmiyor. Yazarlar iki yöntemin sıralamalarının genel olarak ilişkili olduğunu buluyor: MTBF ve bilgi göstergesi R arasındaki korelasyon katsayısı 0,793 (0,829) ve her iki yöntem de tek sistemi ve dağıtık yedekli konfigürasyonu uç noktalar olarak belirliyor.

Blok diyagram sonuçları: tek sistem λ = 3,10 × 10^-6 1/sa, A = 0,999949, MTBF 306.600 saat (35 yıl); paralel (2/3) λ = 2,59 × 10^-7 1/sa, A = 0,999997, MTBF 3.810.600 saat (435 yıl); çapraz bağlantılı (3/4) 3.793.080 saat (433 yıl); yalıtımlı paralel (2/3) 3.898.200 saat (445 yıl). Yalıtımlı yedekli (2/3) λ = 2,25 × 10^-6 1/sa, A = 0,999949, MTBF 420.480 saat (48 yıl) ile tek sisteme çok yakın; dağıtık yedekli (2/3) λ = 4,09 × 10^-9 1/sa ile 243.659.400 saat MTBF (27.815 yıl) veriyor.

Sınırlar: Yöntem insan faktörünü, güç kaynağının geri dönüş süresini ve maliyet göstergelerini henüz içermiyor; bunlar gelecek çalışma olarak belirtiliyor. Çok büyük MTBF değerleri (yüzlerce yıl) tasarım karşılaştırması için göreli sıralama olarak okunmalı, gerçek beklenen ömür olarak değil. Graf yöntemi ayrıntılı güvenilirlik çalışmasının yerine değil, en iyi konfigürasyonu bulmak için ilk eleme adımı olarak öneriliyor.

Öne çıkan noktalar

1. Tek sistem: λ = 3,10 × 10^-6 1/sa, A = 0,999949, MTBF 306.600 saat (35 yıl).
2. Paralel (2/3): λ = 2,59 × 10^-7 1/sa, A = 0,999997, MTBF 3.810.600 saat (435 yıl); çapraz bağlantılı (3/4) 3.793.080 saat (433 yıl); yalıtımlı paralel (2/3) 3.898.200 saat (445 yıl).
3. Yalıtımlı yedekli (2/3): λ = 2,25 × 10^-6 1/sa, A = 0,999949, MTBF 420.480 saat (48 yıl); tek sistemden pek iyi değil.
4. Dağıtık yedekli (2/3): λ = 4,09 × 10^-9 1/sa, A = 1,000000 (altı ondalık), MTBF 243.659.400 saat (27.815 yıl).
5. MTBF ile bilgi göstergesi R arasındaki korelasyon katsayısı 0,793 (0,829); her iki yöntem tek sistemi ve dağıtık yedekli konfigürasyonu uç noktalar olarak belirliyor.
6. MTBF hesapları IEC 61078:2016'ya göre güvenilirlik blok diyagramlarıyla yapıldı; graf yöntemi yalnızca şebeke yapısına gerek duyuyor.

Tasarımda kullanımı

• Birden fazla DRUPS veya UPS konfigürasyonu arasında seçim yaparken önce graf tabanlı hızlı eleme ile en iyi adayları belirleyin, sonra yalnızca o aday için ayrıntılı RBD hesabı yapın.
• Yalıtımlı yedekli gibi görünüşte yedekli ama tek sisteme yakın güvenilirlik veren yapılardan kaçınmak için konfigürasyonları yapılarına göre karşılaştırın; ortak hata noktalarını açıkça işaretleyin.
• Güvenilirlik raporunda MTBF değerlerini göreli sıralama olarak sunun; bileşen verisi kaynağını ve insan faktörü ile onarım süresinin dahil edilmediğini belirtin.

Kimler okumalı

DRUPS ve UPS konfigürasyonlarını erken tasarım aşamasında karşılaştıran güç sistemi mühendisleri ve güvenilirlik analistleri.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Güvenilirlik değerlendirmesi için mevcut ve önerilen yöntemler (2.1 Güvenilirlik blok diyagramı, 2.2 Bilgi analizi kavramı)
3. 3. Kullanım örnekleri (3.1 Genel, altı güç kaynağı sistemi konfigürasyonu)
4. 4. Sonuçlar (güvenilirlik göstergeleri ve bilgi göstergeleri, karşılaştırma)
5. 5. Tartışma
6. 6. Sonuçlar ve çıkarımlar

İlgili standartlar

• IEC 61078:2016

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Kirill Varnavskiy; Fedor Nepsha; Qingguang Chen; Alexander Ermakov; Sergey Zhironkin

Yayıncı

Energies (MDPI AG)

Yıl

2023

Cilt

16

Sayı

3

Sayfalar

1419

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/en16031419

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye