基于复杂的边缘计算场景分析提供最适合的供配电解决方案

边缘计算由于场景的复杂、负载特性的不同以及用户业务特点的不同，在供配电系统的应用上呈现出多元化的特点。

面对复杂的边缘计算场景，应该选择什么样的供配电解决方案，既然能够保证高可靠性，又能降低TCO？是否有标准化的供配电解决方案能够匹配全局的边缘计算场景？

针对这些问题，维谛技术（Vertiv，NYSE：VRT）中国区 ACP产品部总经理李旭，在第三期“V-LoGeek维极百课”--维谛技术（Vertiv）2020线上研讨会上给予了全面解读。

错综复杂的边缘计算场景

从数据中心的发展过程来看，其经历了三个阶段，即云计算、边缘计算和边云协同。

众所周知，作为大算力平台，云计算针对的是全局性业务，提供非实时性的大规模存储和大规模计算。边缘计算提供的是本地业务的实时化处理，满足低时延的业务诉求，强调对客户本地业务的快速决策和快速执行。

那么，什么是边缘协同？

从客户业务环节来说，就是对云计算和边缘计算的算力进行相应的分配和协同处理，这会带来一加一大于二的效果。举个例子，如果将云计算比作战略的话，那边缘计算就好比是战术，只有战略和战术相匹配，才能赢得整个战役的胜利。

根据第三方调研报告显示，到2022年，全球边缘计算业务规模将达到67亿美元，同时这一数字还保持着30%以上的快速增长。数据显示，随着数字业务的不断发展，75%的企业生成数据将会在传统的集中式数据中心或云端之外的位置创建并得到处理，而且84%的企业正在将边缘计算纳入企业规划。

针对当前错综复杂的边缘计算应用场景，维谛技术（Vertiv）凭借多年研究与实践，根据客户关键需求，科学分类出4大技术场景，即数据密集型、体验时延敏感型、机器时延敏感型、生命保障型，而每个技术场景又函括了多个细分的业务场景。

同时，根据不同边缘计算技术场景的相应需求，维谛技术（Vertiv）推出了集成化，标准化，模块化的数据中心解决方案，在教育、农业、HPC、制造业、电力等多个行业领域的边缘计算场景得到了广泛应用。

边缘计算需要更高可靠性保障

从用户角度区分，边缘计算的用户主要分为电信运营商、工业市场、企业与物联网三大类。

几乎各个行业用户对于边缘计算都有着巨大的业务需求，而在保持各自业务特性的同时，在边缘计算需求上也有着很大共性。

首先，巨大的边缘计算需求也带来了应用场景的多样化。其次，对于很多企业来说，边缘计算业务往往没有充分的规划时间，其业务需求一般是非线性的，对于突发的边缘计算业务，需要做到快速的响应和快速交付，并优化TCO。此外，统一管理和简化运维，也对边缘计算场景非常重要的一个认知。

边缘计算的发展需要关键基础设施提供支持，随着边缘计算的广泛部署，在关键基础设施应用上面临诸多痛点，其中分布广、需求类型多样化、缺乏专业交付力量以及灵活和低成本，是对关键基础设施应用重要的核心诉求。

相比较而言，边缘计算的运行环境比云计算数据中心更为严酷，因为边缘计算通常处在一个非标准化的机房环境，无法保证供配电系统、空调等关键基础设施保持理想的运行状态。

以供配电架构为例，一般边缘计算很少采用2N架构，而是采用N+1冗余设计，甚至是单机供电架构，这一方面缘于边缘计算严酷的运行环境，另一方面则是针对边缘计算的供电冗余备份越来越少。

对此，该如何设计和选择相应的供配电解决方案呢？

先了解一下都是哪些因素在影响数据中心的安全。根据第三方机构的调查报告，在数据中心宕机原因统计中，UPS系统故障占比达到了29%，24%是由人为操作失误所导致，而且大部分操作失误发生在供配电系统环节。

如果将UPS系统直接故障及人为操作失误都计算在内，整个供配电系统影响数据中心运行安全的占比因素则超过了50%。换句话说，供配电系统的安全稳定对于业务开展的连续性起着至关重要的作用。

再分析一下都有哪些因素在影响UPS系统的可靠性。通过大数据总结中小型UPS系统故障原因，可以发现环境恶劣、PCB积灰腐蚀的因素占据UPS系统故障原因的达到了51.9%，这与边缘计算场景下物理环境恶劣是相一致的。

同时，风扇故障、整流器故障、逆变器故障，继电器故障，都会影响到UPS系统的可靠性。所以，为边缘计算提供稳定的供配电保障，首先需要关注供配电系统本身的可靠性。

根据对影响UPS系统可靠性因素的分析，提升UPS系统的可靠性，需要有效应对湿尘泛边缘计算场景、逆变旁路切换、高温&重载场景、机械振动场景以及运维能力等对UPS系统可靠性带来的挑战。

针对这些挑战，维谛技术（Vertiv）在其UPS产品的研发中，都给予了针对性的设计，比如独立风道设计、严格的湿尘测试、输出继电器并联SCR、提升输出功率至1、9烈度抗震设计、主动性维护等等。

如何实现可靠与TCO的兼容

对于边缘计算场景来说，不仅要追求高可靠性，而且还要追求更低的TCO，而模块化数据中心已成为边缘计算建设方案的首选，能够实现最优的TCO。

模块化数据中心能够针对不同规模、不同业务的诉求，提供针对性的解决方案，通过预制化集成、标准化交付，可以提高交付质量和交付效率，并统一运维接口。

当前，模块化数据中心在供配电系统建设上面临三大问题：集成度低，按照空间和职能分区，简单拼凑，系统设备通信割裂，有点无链；工程复杂，设备间的物理连接工作量大，现场的电力智能化升级难度高；低效运维，设备运行状况难以掌握，系统设备监控界面不统一。

面对这些问题，模块化数据中心对于智慧融合型供配电解决方案的需求也越来越迫切。其首要需求就是要求成本优化，分步投资，并能够提升投资回报率。

同时，还有能够实现软硬件智慧融合，高度集成、安装便捷，而且能够在实际运行中按需扩容，灵活变更。此外，统一管理，简化运维模块化数据中心供配电系统的一个核心诉求。

针对供配电系统全新的发展趋势及应用需求，维谛技术（Vertiv）基于多年的业界深度实践经验，不断推出针对性的创新产品和解决方案。

其中，最新推出的三合一智能电力模组，堪称中大型模块化数据中心配套的最优TCO集成方案，将输入配电柜，UPS和输出精密配电柜三者合而为一，实现了一体化智能融合，可以节省67%的占地和安装时间，而且柜间电缆费用“0”，所有的配电都可以进行智能化、精细化的负载管理。

同时，这款产品作为典型的全功率链智慧融合，全功率链管理不错过任何关键节点，打破了配电和供电之间的产品边界。

针对更多的小型边缘计算场景，维谛技术（Vertiv）也推出了采用独立风道设计、输出功率因数为 1、适应性强的针对性小功率UPS。

针对工业边缘计算场景中的关键生产及分散供电的高可靠性需求，维谛技术（Vertiv）推出了采用内置输出隔离变压器设计的高效灵活一体化UPS，拥有更高的系统可靠性。

值得一提的是，对于如何将旁路高效率与双变换高可靠性进行兼顾的难题，维谛技术（Vertiv）也通过推出VI动态在线模式给予了完美解决。相对于传统的ECO模式，VI动态在线模式无论在可靠性，还是能效的综合体现以及短路保护上都有质的提升。

此外，维谛技术（Vertiv）也一直积极探索锂电池的应用，并推出了HPL锂电池柜，可以提供高可靠等级的锂电池方案，以及更具优势的充放电循环次数和更小占地面积。

基于对复杂的边缘计算场景的分析，有助于为满足业务需求选择最适合的供配电解决方案，达到既保障系统的可靠性，又实现最优TCO的最终目标。

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