KGK Yedekliliği: N+1, 2N ve 2N+1 Açıklaması

N ne demektir ve neden diğer tüm gösterimler ona bağlıdır

N ile başlayın; çünkü geri kalan her şey ondan türer. N bir kabin sayısı değildir. N, tasarım yükünü taşımak için gereken kapasitedir — onu hiçbir fazlalık olmadan destekleyen en küçük eleman kümesi. Artı işaretinden sonraki her şey, yükün ihtiyaç duymadığı kapasitedir.

Dolayısıyla N, ancak bir tasarım yükü var olduğunda var olur. 400 kW taşıyan iki adet 250 kW'lık ünite N+1 değildir; bunlar N artı bir miktar paydır ve biri durursa hayatta kalan aşırı yüklenir. Aynı iki ünite 200 kW taşıdığında N+1'dir. Donanım hiç değişmez; değişen yüktür.

Bu yüzden tasarım yükü belirtilmeden "N+1" yazan bir ihale satırı, yedekliliği şartnameye dökmemiştir. Her istekliyi kendi N'ini seçmeye davet etmiştir ve bu tek başına, ölçülen yük yerine etiket değeri okunduğunda fiyatlanan sistemi ikiye katlayabilir.

N+1, 2N ve 2N+1: her konfigürasyonun eklediği

Alacağınız hemen her teklifi üç gösterim kapsar. Bunları birbirinden ayıran şey, kapasiteyi mi yoksa yolun tamamını mı çiftlediğidir.

N+1 — bir yedek kapasite elemanı

Yükün ihtiyaç duyduğundan bir kapasite elemanı fazlası. Bu eleman, paralel bara üzerindeki bütün bir KGK olabileceği gibi tek bir kabinin içindeki bir güç modülü de olabilir ve fark önemlidir. Ayrık yapı, sıcak değiştirilebilir modüler KGK sistemlerinin ticari gerekçesidir: ünite düzeyinde N+1, tüm yük için boyutlandırılmış yedek bir makine satın alır; modül düzeyinde N+1 ise tek bir modül satın alır. CumulusPower'ın 10/20/25 kVA=kW modülleri ve kabin başına 1 to 10 Module değeriyle 200 kW'lık bir yük, N için sekiz adet 25 kW modül ve N+1 için dokuz modül ister.

2N — iki bağımsız sistem

Her biri tüm yükü tek başına taşıyabilen, her biri kendi giriş beslemesine, akülerine, çıkışına ve baypasına sahip iki eksiksiz sistem. Satın aldığınız şey ek kapasite değil ikinci bir yoldur: bir tarafın tamamı — şalt panosu, kablolama, baypas — enerjisiz bırakılırken yük diğerinde kalır.

2N+1 — iki sistem ve bir yedek ya da iki adet N+1 sistem

En çok tartışma yaratan gösterim; çünkü iki farklı tasarım için kullanılır. İki bağımsız sistem artı bir ek kapasite elemanı anlamına gelebilir; böylece bir taraf bakımdayken diğer tarafta bir eleman arızalanabilir. 2(N+1) anlamına da gelebilir: her biri kendi içinde N+1 olan iki bağımsız sistem — hatırı sayılır ölçüde daha fazla ekipman. Ne kastettiğinizi açıkça yazın: "her biri kendi içinde N+1 olan, her biri bir modül devre dışıyken tasarım yükünün 100%'ünü taşıyabilen iki bağımsız sistem."

Yükü düşürmeden bakım yapmak, bir arızadan sağ çıkmak değildir

İki soru tek bir kelimenin içinde eritiliyor. Yükü düşürmeden bakım yapabilmek ile bir arızadan yükü düşürmeden sağ çıkabilmek farklı özelliklerdir — ve N+1, birincisini ikincisine kıyasla çok daha kolay sağlar.

Bakım planlıdır: saati, yük seviyesini ve raftaki yedekleri siz seçersiniz. Tek soru, işin yük invertördeyken yapılıp yapılamayacağıdır ve bu da işin paylaşılan bir şeye dokunup dokunmadığına bağlıdır.

Arıza planlı değildir ve "bir modül durur" bunun dostane hâlidir. Dostane olmayan hâlleri, ortak çıkışta bir kısa devre, paralel elemanlar arasında akımı yanlış paylaştıran bir kontrol arızası, bir akü toprak kaçağı ve yalıtmak yerine yayılan her arızadır. Yedek kapasite yalnızca birinci türe yanıt verir. Geri kalanına yanıt veren şey, arızalanan bir elemanın kendisini devreden temiz biçimde çıkarabilmesidir. StratusPower modüler KGK'da her modül kendi başına eksiksiz bir KGK'dır; üç bağımsız güç dönüştürücüsü, kendi statik baypası ve bir arızayı yükü etkilemeden güvenle yalıtmak için gereken donanımı vardır. Yedek kapasiteyi arıza toleransına çeviren şey modül sayısı değil, bu özelliktir.

N+1'in asla satın almadığı şey, modüllerin paylaştığı herhangi bir bileşen üzerinde çalışmaktır: kabinin çıkış bağlantısı, elle kumandalı baypas, giriş şalteri, çıkış kablolaması. Bunlardan herhangi birini açmak hâlâ yükü transfer etmek ya da düşürmek demektir. Bu özgürlüğü iki bağımsız sistem satın alır — bu nedenle enerjili hâlde yapmanız gereken işleri listeleyin ve hangi konfigürasyonun onları kapsadığına bakın.

KGK yedekliliğinin hâlâ tek yol bıraktığı yerler

Yedeklilik bir kutunun değil bir yolun özelliğidir; gelen beslemeden yükün kendi güç kaynağına kadar uzanan yolun. Yedekli denen tasarımların çoğunda bu yolun birkaç halkası hâlâ tektir — ve bir modül arızasından sağ çıkan ama bir dağıtım panosu arızasından çıkamayan bir sistem, yanlış olay için optimize edilmiştir.

Statik baypas ve elle kumandalı baypas

Merkezî bir KGK'nın ortak çıkışında tek bir statik baypası vardır; dağıtık modüllü mimariler ise her modüle kendi baypasını verir. Bakım yolu aynı mantığı izlemez. StratusPower'ın Universal Rack yapı listesi modül başına bir DC akü MCB koruması, modül başına üç baypas sigortası ve modül başına bir çıkış paralel ayırıcısı belirtir — ancak sistemin elle kumandalı baypası sistem başına birdir.

Aşağı akış dağıtımı

Yüke ulaşan olayların çoğu KGK'nın altında gerçekleşir: bir pano, bir şalter, bir kordon, tek kordonlu bir makinenin içindeki bir güç kaynağı. Tek bir panoyu besleyen iki KGK sistemi, yukarıda 2N ve asıl önemli yerde N'dir. Ayrı panolara bağlı çift kordonlu yükler iki kaynağı iki gerçek yola çevirir; tek kordonlu her şey ise bir transfer cihazı ister ve o cihaz yeni ortak eleman hâline gelir.

Transfer anahtarı

Bir statik transfer anahtarı tek kordonlu bir yüke iki kaynak verir ve kendisi de arıza biçimleri olan bir bileşendir. ENTS Serisi buna kendi içinde dörde kadar bağımsız iç güç kaynağı ve sıcak değiştirilebilir güç üniteleriyle yanıt verir; teknik föyü IEC62310-1/2/3 standartlarına atıf yapar. Değerleri harfi harfine okuyun: transfer tipi Break Before Make'tir; 50Hz'de <5ms (Sync) & ~10ms (Unsync), 60Hz'de <4ms (Sync) & ~10ms (Unsync). Hızlı değer senkron kaynaklar ister; yük her iki durumda da kesintiyi atlatmak zorundadır.

Akü grubu

AC tarafındaki modül yedekliliği DC tarafı hakkında hiçbir şey söylemez. Birkaç modülün tek bir gruptan beslendiği yerde o grup paylaşılmıştır — ve bir kurşun-asit grubu 20-50 seri bağlı bloktan oluşur; dolayısıyla açık devre olan tek bir hücre grubun tamamını açar, üstelik bunu genellikle yalnızca deşarj sırasında yapar. Karşı tasarım, modül başına akü grubudur: StratusPower'ın sistem şeması modül başına ayrı bir akü bloğu gösterir ve DC akü MCB koruması modül başına birdir. Bir endüstriyel akü ailesinden hangisini alırsanız alın, çizimdeki gösterimden çok deşarj testi rejimi önemlidir.

Kontrol, haberleşme ve yük paylaşımı

Paralel elemanların her birinin ne kadar akım vereceği konusunda anlaşması gerekir ve bu anlaşma bir haberleşme yolu üzerinden gider. Master-slave kontrol, kararı tek bir yerde toplar — her güç katı yedekli olsa bile mantıkta tek bir arıza noktası. Dağıtık karar verme bunu ortadan kaldırır: her iki modüler ailenin de kullandığı DARA mimarisinde modüller, tümüyle yedekli üç modlu bir paralel bara üzerinden birlikte karar verir. Bu bara kesildiğinde ne olduğunu sorun.

Soğutma, ortam ve odanın kendisi

N soğutma üzerindeki 2N elektrik, N'dir: tek bir soğutma yolu ya da tek bir söndürme bölgesi olan bir odadaki yedekli ekipman, o odanın tek noktalarını devralır. Ortam ayrıca elde ettiğiniz gücü de değiştirir — 0-40°C hiçbir güç deratingi taşımaz ve 1000 m üzerinde her ek 100 m için 1% derating gelir. Eksiksiz ikinci bir sistem ayrıca yerleşim alanını ve atılacak ısıyı da ikiye katlar — StratusPower'ın 1MW per M² değerinin hakkını verdiği yer burasıdır.

Modül düzeyinde yedeklilik neyi kapsar, neyi kapsamaz

Modüler bir kabin kendi içinde gerçek bir yedeklilik sunar. Kapasite modüller hâlinde gelir — CumulusPower modüler KGK'da 10/20/25 kVA=kW ya da 50/60 kVA=kW; StratusPower'da 10 / 20 / 25 / 30 ve 50 / 62.5 kVA=kW — ve bir kabin küçük modüllerden 1 to 10 adedini, en büyük StratusPower kabininde ise kabin başına 1500 kVA=kW nominal güçle 1-24 adedini kabul eder. Dolayısıyla yedek eleman, yükün bir kesridir ve sıcak olarak takılır.

Çoğu zaman modül sayısının düşündürdüğünden daha fazla pay vardır: invertör 124% continuous olarak anılır ve 750 kVA=kW'lık bir StratusPower kabini 900 kVA=kW sürekli aşırı yük değerine sahiptir; yani etiket değerinin altındaki bir kabin, hayatta kalan modüller kendi sınırlarına ulaşmadan bir modül kaybedebilir.

Yedekliliğin bir işletme maliyeti de vardır; çünkü yedekli bir sistem kalıcı olarak etiket değerinin altında çalışır. Yayımlanan invertör verimi StratusPower için 97,6% ve CumulusPower için 97,1%'dir; istekliden isteyeceğiniz şey ise teklif edilen konfigürasyonda, yedek modüller devredeyken, birinci gün yükündeki değerdir. Maximum Efficiency Management yalnızca yedekliliği korumak için artık gerekmeyen modülleri Active-Sleep durumuna alır — yani yedeklilik kuralı tasarrufu sınırlar, tersi değil.

Tek bir kabinin kapsayamadığı şey, modüllerin paylaştıklarıdır: tek bir giriş bağlantısı, tek bir çıkış bağlantısı, tek bir elle kumandalı baypas, tek bir muhafaza, tek bir konum. Modül yedekliliği sistem yedekliliği değildir. Bir şalt panosu kesintisinden, bir besleyici arızasından ya da tam bir kapatmadan sağ çıkmak için iki kabine veya iki sisteme ihtiyacınız vardır — ki bu platformlar bunu destekler ve StratusPower için sistem başına 3750 kVA=kW'a, CumulusPower'ın IM50/IM60 kabinleri için 3600 kVA=kW'a kadar ölçeklenir. Modüler kabinlerden kurulu bir 2N tasarımı ikisini birden verir: kabinler arasında ikinci bir yol ve her kabinin içinde N+1.

N+1 mi 2N mi? Kararı gerçekte veren sorular

Gösterim yanıtı veremez. Veri merkezi ve telekom altyapısında çift kordonlu durum genellikle iki bağımsız sisteme doğru iter; tek kordonlu bir endüstriyel proses için ise para çoğu zaman modül düzeyinde yedekliliğe ve düzgün şartnamelendirilmiş bir transfer cihazına harcandığında daha iyi kullanılır. Kararı dört soru verir.

• Hangi işler yük enerjiliyken yapılmak zorunda? Modül, fan ve kondansatör işleri modül düzeyinde N+1 tarafından kapsanır. Bir şalt panosu, bir besleyici kablo, elle kumandalı baypas ya da odanın kendisi kapsanmaz.
• Yük nasıl kordonlanmış? Çift kordonlu BT ekipmanı 2N'nin faydasının tamamını toplar; tek kordonlu yükler toplayamaz ve şartname çabası transfer cihazına kayar.
• Yedeklilik sabit bir kural mı yoksa geçici bir fazlalık mı? Yedek modülünün içine sessizce büyüyen bir saha yeniden N'dir; bu yüzden kuralı devreye alma yüküne değil nihai yüke sabitleyin.
• Sistem bir arızadan sonra ne kadar süre indirgenmiş hâlde kalıyor? N+1, ancak arızalı eleman yeniden hizmete girene kadar yedekliliktir ve bu da çizime değil sahada tutulan yedeklere bağlıdır.

Teklifler karşılaştırılabilir olsun diye ihalede KGK yedekliliği nasıl şartnameye yazılır

Karşılaştırılabilir teklifler, isteklinin N'i seçme özgürlüğünü ortadan kaldıran bir şartnameden çıkar. Her istekliye aynı yük, ortam, besleme süresi ve yedeklilik varsayımlarını verin ve şu satırları ekleyin.

• Tasarım yükünü ve ufuk yükünü kW cinsinden belirtin ve N'i ufuk yüküne göre tanımlayın: "X maddesindeki tasarım yükünün 100%'ünde N+1" yoruma yer bırakmaz.
• Konfigürasyonu gösterimin yanı sıra kelimelerle de yazın. "Her biri kendi içinde N+1 olan iki bağımsız sistem" yanlış okunamaz; "2N+1" düzenli olarak yanlış okunur.
• Yük invertördeyken yapılabilmesi gereken işleri sayın: güç modülü, fan, kondansatör, statik baypas, elle kumandalı baypas, giriş şalteri, çıkış şalteri, akü grubu, kontrol kartı.
• Kesintisiz tolere edilmesi gereken arızaları sayın: bir güç modülü, bir giriş beslemesi, bir akü grubunun açık devre olması, modüller veya kabinler arası haberleşme kaybı, bir dağıtım panosu.
• Her iki yola da ortak olan her elemanı adıyla listeleyen bir tek hat şeması isteyin. Böyle bir liste yoksa tasarım yedeklilik açısından gözden geçirilmemiş demektir.
• Yayımlanan invertör verimini, teklif edilen konfigürasyonda birinci gün yükündeki verimi ve saha ortamı ile rakıma dayalı derating esasını isteyin.
• Kontrol ya da haberleşme barası kaybında yük paylaşımının nasıl davrandığını ve kontrolün master-slave mi yoksa dağıtık mı olduğunu sorun.
• Modül başına mı sistem başına mı akü düzeni olacağını, grup sayısını ve grup başına blok sayısını, deşarj testi rejimini ve sıcak değiştirilebilir her eleman için yedek stok ile değişim süresini belirtin.