Software y sistema de monitoreo de baterías (BMS) CyberPower

Programa del evento:

Andrey Kryukov, gerente de producto de CyberPower, comenzó su presentación introduciendo su empresa. La marca taiwanesa fue fundada en 1997 y está presente en más de 130 países. Tiene 7 fábricas propias en todo el mundo y desarrolla sus propios UPS monofásicos y trifásicos. La empresa desarrolla UPS monofásicos y trifásicos, sus propias tarjetas de red, su propio monitoreo ambiental y su propio software. Tenemos una posición de liderazgo en la Federación Rusa.

Tenemos ofertas en el mercado ruso de UPS, PDU, inversores, baterías y monitoreo.

Hace más de dos años apareció la marca rusa localizada CyberElectro. Por lo tanto, todas nuestras ventas rusas se realizan bajo dos marcas diferentes. Tenemos nuestro propio departamento de I+D, que se encuentra en China continental y principalmente en Taiwán. Las fábricas están en China continental y Filipinas. Tenemos una organización de producción completa de principio a fin. Es decir, todo se hace internamente (in house).

Siete plantas de producción, incluyendo una de las fábricas que funde las carcasas de plástico para nuestros productos a partir de materiales poliméricos de Samsung. Tenemos nuestras propias capacidades, un ciclo completo de producción y control. Hemos certificado nuestras fábricas por completo.

Esto significa que todo lo que sale de nuestra fábrica ya ha sido probado según la metodología de laboratorios independientes.

Reconocimiento internacional. El número de dispositivos protegidos es de más de 100 millones, el segundo en ventas de UPS en los Estados Unidos, el cuarto en ventas en todo el mundo.

Pasamos a los productos. En esta diapositiva, los UPS están marcados en azul y rojo. Los productos tradicionales de CyberPower están marcados en rojo. En azul, los UPS localizados en Rusia - CyberElectro.

Aquí están divididos en monobloque y modulares. En la parte superior están los UPS monobloque completos, en los que el fallo de cualquier componente hace que el UPS pase directamente a bypass. En la parte inferior están los modulares, que son de dos tipos. Modulares, que se pueden comprar como armarios vacíos y rellenar con módulos de alimentación separados. Y UPS ya equipados con módulos de alimentación. Esta es la serie Legión. Me detendré por separado en algunos de los modelos.

La novedad de la serie SM New, como la llamamos, este módulo consta de dos líneas con módulos de alimentación de 10 kilovatios y 15 kilovatios, cada uno con tres bastidores. ¿Cuáles son sus características? El factor de potencia es igual a uno, puede funcionar en paralelo hasta 7 bastidores (hasta 450 kilovatios), esto no es mucho, es adecuado para pequeños centros de datos, mientras que aquí hay reemplazo en caliente de todos los componentes y un solo fallo no conduce ni a la parada del trabajo ni a la protección, incluyendo la alimentación de la batería. Es decir, el UPS está completamente respaldado, un solo fallo de cualquier componente no conduce no sólo a la parada de la alimentación de la carga y a su transferencia a alimentación sucia, sino que tampoco conduce a la pérdida de la reserva de la batería. Además, este UPS puede funcionar tradicionalmente 3 en 3, 3 en 1, 1 en 1, es decir, se pueden hacer 450 kilovatios de carga monofásica e incluso 1 en 3, es decir, suministrar una fase, a la industria petrolera le gusta mucho esto, por alguna razón tienen un cable monofásico grueso que llega a su instalación y obtienen tres fases de él.

Ejecución: en rack y de pie. Si se le quitan las tapas, se convertirá en un UPS estándar. Existe, por supuesto, el proceso inverso, si lo sacamos del rack, le ponemos tapas antipolvo y atornillamos las ruedas, entonces tenemos una fuente de alimentación independiente. Funciona con cualquier batería, de plomo, ácida, de litio.

Este producto ya ha ganado el premio al producto del año de sistemas modulares trifásicos en el mercado donde hay más centros de datos que en el resto del mundo juntos: el mercado norteamericano. Este producto ya está disponible para su pedido.

Otra novedad. El UPS trifásico en rack OL3T también se puede instalar conceptualmente en un rack, se puede pedir como de pie, habrá una versión separada con patas. ¿Cuáles son las características? Sólo tres modelos: 30 kilovatios, 40 kilovatios y 40 kilovatios para carga no informática. Funciona sólo: 3 en 3, ocupa 5 unidades de espacio, 4 piezas en paralelo, hasta 160 kilovatios, también para pequeños centros de datos. Al mismo tiempo, hay dos opciones de diseño, ya sea una entrada de alimentación doble, que es ligeramente central en la parte inferior, o con un bypass mecánico incorporado, que es la imagen inferior más a la derecha. Para esta clase de UPS, tiene un ruido de salida muy bajo (THD): 1 o 3% de carga lineal-no lineal. Eficiencia muy alta en modo eco. Aquí los porcentajes se indican para esta clase y precio de UPS. Estos son muy buenos indicadores. Muy buena sobrecarga. Para trabajar con acondicionadores de aire, enfriadores o para usarlo en dispositivos industriales, por ejemplo, revestirlo, colocarlo en una carcasa IP54 y obtener un UPS industrial. Otra característica es que funciona hasta más 50 grados al 80% de su valor nominal. ¿Por qué podría ser necesario esto? Por supuesto, las baterías de plomo en este modo de funcionamiento pueden fallar muy rápidamente, es decir, este no es un modo de funcionamiento previsto constante, pero al mismo tiempo las baterías de litio podrán funcionar así durante mucho tiempo, los supercondensadores también podrán funcionar a esta temperatura. Y, en consecuencia, en el caso de un modo de funcionamiento normal, el UPS funciona con un acondicionador de aire y las baterías con un acondicionador de aire. Pero si el acondicionador de aire falla, el UPS no dejará de funcionar. Hasta que llegue el servicio técnico y encienda el acondicionador de aire, las baterías tampoco fallarán en un solo ciclo. Por lo tanto, esta es una buena función que lo relaciona con los UPS industriales. Otra cosa que lo relaciona con los UPS industriales es que puede funcionar a una altitud de hasta 3000 metros.

En esta diapositiva resumimos toda nuestra "trifásica". Todavía tenemos "Legiones" no modulares y "Legiones" modulares, que se colocan simplemente en un espacio gris o en una sala de centro de datos, pero no en una fila de racks. Hay cinco líneas diferentes de UPS, que están en la carcasa del rack de servidores, estos son los dos primeros UPS, "Patriot" y SMX300. O se instalan en el interior, como UPS en rack. Es decir, para un centro de datos, para la instalación en una fila de racks de servidores, tenemos 5 productos diferentes, y en todos ellos podemos construir soluciones estables. No sólo 2N, aquí se indica N+, el límite en N+. En consecuencia, también construiremos 2N en cualquiera de nuestras soluciones, simplemente duplicando el número de UPS en dos ramas.

Cinco productos fundamentalmente diferentes. Los repasaremos por separado.

El primero, el UPS modular Patriot, antiguo SM200: 200 kVA, 180 kilovatios en un armario. Dos UPS pueden funcionar en paralelo. Reemplazo en caliente de modelos de alimentación, reemplazo de bypass electrónico y cerebros.

El siguiente, el UPS SMX300, 300 kilovatios en un armario, puede funcionar tres piezas en paralelo, hasta 900 kVA. Aquí también es posible el reemplazo en caliente de bloques de alimentación y el reemplazo de bypass electrónico sin interrumpir la doble conversión, pero es bastante complicado y requiere o formación separada o una visita del servicio técnico. Pero, en principio, un solo fallo de cualquier componente no conduce a la protección de la batería y a la protección de la doble conversión.

El siguiente UPS, el RT-33 en rack, un UPS de tres unidades, hasta 25 kilovatios en una carcasa, hasta 4 piezas en paralelo, respectivamente, o 100 kilovatios, 4 piezas, o 120 kVA. El siguiente, el OL3T, del que trataba la diapositiva anterior, aquí se muestra precisamente que en 20 unidades caben 4 UPS como máximo, esto es 120 kW con redundancia N+1.

Y el último SMnew aquí también está el límite, si simplemente llenamos un rack, entonces podemos poner dos de 90, y esto será 180 kilovatios o 165 con redundancia. Y, en consecuencia, 6 o 7 UPS, aquí estamos esperando la aclaración de la fábrica de cuántas carcasas en paralelo, es decir, formalmente debería haber un máximo de 450 kilovatios en paralelo, cuántas 6 o 7 carcasas, hay que calcularlo. Pero formalmente se pueden hacer 435 kilovatios N+, en tres racks.

Tabla resumen de todos los SAI. Azul, respectivamente, CyberElectro, rojo - CyberPower, con la máxima potencia, con el lugar donde se pueden colocar en la fila de racks, en el CPD, en el cuadro eléctrico o para aplicaciones incluso industriales generales. ¿Hay redundancias internas, es decir, módulos de potencia? En todos los casos en que los haya, los módulos de potencia se cambian "en caliente". ¿Qué puede cambiar el usuario en estos SAI? De forma independiente, sin formación. Vemos en los no modulares solo la tarjeta de red, en los módulos de potencia los módulos de potencia "en caliente", donde se cambia el bypass electrónico en caliente, el bypass electrónico. Por separado, en nuestros Legión 400-500 más potentes, el bypass electrónico también se puede cambiar rápidamente con la transferencia a la alimentación sucia, pero con bastante rapidez, también es un procedimiento aparte.

Hoy queremos ver nuestra oferta integral para CPD. Además de muchas otras funciones inteligentes que tienen nuestros SAI trifásicos, tenemos una función de hardware y software. Los SAI de la serie "Legión" comienzan desde 60 kW hasta 500 kW.

Modo motor especial, ajuste fino a la carga con alta corriente de sobrecarga, lo realiza un especialista, es mejor no encenderlo sin pensar de inmediato, pero si es necesario y se desea sobredimensionar el SAI para un enfriador, un compresor o incluso en la industria, entonces estamos dispuestos a analizar el proyecto con usted, analizar la placa de identificación del motor, leer nuestros documentos internos una vez más y, en consecuencia, elegir un SAI de tal manera que en la capacidad de sobrecarga pueda funcionar más de ciento diez por ciento más de cuatro segundos. Ajuste fino, puesta en marcha, pruebas. Y así no sobredimensionar el SAI en comparación con otros, con competidores, por ejemplo. ¿Qué nos da esto? Reducción del coste del propio SAI, reducción del grosor de los cables, reducción de la clasificación del interruptor automático. O si aun así nos hemos cubierto las espaldas y aun así hemos tomado el SAI según la clasificación, entonces tenemos un módulo de potencia adicional.

Los siguientes productos para CPD son PDU y ADS. Tenemos muchas PDU diferentes, de diferentes series. De los nombres de las series queda claro cuáles son: Basic, Metered, Monitored, con medición en cada toma de corriente, con control de cada toma de corriente y combinadas. Es decir, todo lo que se le ocurra, qué PDU necesita, las tenemos todas. Horizontales, verticales, monofásicas, trifásicas, incluso hasta 22 kilovatios, hasta 44 tomas de corriente.

También allí hay un disparador magnético hidráulico, es decir, un interruptor de protección, que funciona correctamente a alta temperatura, lo cual es característico de los CPD calientes modernos. El interruptor de protección hidráulico no se dispara falsamente. Al dispararse, y puede haber varios allí, se puede volver a colocar rápidamente en la posición original, a diferencia de los disparadores automáticos simples tradicionales y, en consecuencia, introducir después de un accidente, cuando parte de las tomas de corriente de la PDU se han disparado debido a un cortocircuito o sobrecarga, se puede volver a introducir todo muy rápidamente después de eliminar el accidente, a diferencia de las PDU económicas, que tienen un interruptor de protección estándar. Además de esto, todas las PDU son inteligentes, tienen un conector para tarjetas de red, se les puede conectar un sensor de temperatura y un controlador de entorno. Tienen funciones inteligentes. Y pueden enviar información sobre un accidente. En la pantalla siempre se puede ver qué le está sucediendo a la PDU, con el color no solo del LED, sino también de la pantalla grande, lo que sucedió se puede entender desde lejos. Advertencia de accidente o funcionamiento normal. Y, por supuesto, también es posible la monitorización centralizada mediante el protocolo SNMP. Se pueden conectar 8 sensores de entorno y hasta 32 sensores, todo esto a una PDU.

Aquí brevemente para información toda la línea de nuestras PDU y ADS por funciones, respectivamente el nombre de la línea y qué funciones están integradas en ella.

Funciones inteligentes de nuestras PDU y ADS. Todos los que tienen una tarjeta de red, tienen la función Wake On Lan, es decir, "despertar los servidores" que no se han despertado, porque ha vuelto la alimentación. Es decir, los servidores, normalmente al volver la alimentación se inician, pero no todos. Nuestra tarjeta de red puede almacenar dentro hasta 50 servidores y despertarlos al volver la alimentación. Y en todas las PDU, que tienen una toma de corriente controlada, hay varias funciones inteligentes más. Esto es protección contra sobrecarga, es decir, tan pronto como en todas las tomas de corriente encendidas la carga alcance algún límite, digamos el 90%, no se podrán encender nuevas tomas de corriente, para no "derribar" la PDU y la ADS en sobrecarga. A continuación, se puede configurar individualmente cada toma de corriente para un retardo de encendido y apagado, según un horario después de la caída de tensión. Y la última función inteligente es el reinicio del equipo bloqueado: autoping. La PDU o la ADS almacena direcciones IP que están vinculadas a salidas específicas de la toma de corriente, las hacen ping constantemente. Si después de alguna serie de pings el servidor aún no responde, la PDU simplemente apaga su toma de corriente, espera un poco, la vuelve a encender, el ciclo se repite.

Pasamos al BMS (Battery Management System). Nosotros mismos producimos nuestro propio sistema BMS, que permite monitorizar un conjunto de baterías. En la foto de arriba está el controlador, en la parte inferior están los sensores, que se cuelgan cada uno en su propia batería, y aproximadamente en el centro de la foto, esto está en las baterías grandes cuelga este sensor individual en cada batería.

BMS es un sistema de gestión de baterías. Monitoriza con mayor frecuencia que una vez por minuto el voltaje, el nivel de carga de la batería y la temperatura con alta precisión. Periódicamente mide la resistencia interna de las baterías y así constantemente controla la salud de cada batería. Con la ayuda del sistema BMS este control se realiza constantemente. Constantemente se registran los estados de las baterías, se rastrean, se establecen límites. ¿Para qué sirve esto? Igualación de la carga al cargar las baterías. Cada sensor puede derivar hasta 1 amperio alrededor de la batería. Así, si alguna batería se ha cargado antes que otras, y como se sabe en el SAI de plomo-ácido la corriente de carga va a todas las líneas a la vez, no podemos hacer nada al respecto, la retroalimentación solo se realiza a través del voltaje total de las baterías por temperatura. En algún lugar en el centro del conjunto de baterías hay un sensor. Y las baterías que fallan antes, en primer lugar, no lo sabemos, en segundo lugar, la velocidad de fallo en ellas aumenta avalanchosamente, porque todas se cargan a la vez con la misma corriente, si alguna batería ya se ha cargado por completo, entonces puede haber dos escenarios. O el SAI se apagará antes, respectivamente, las otras baterías no se cargarán por completo, si una se ha sobrecargado. O el SAI continuará cargando las otras baterías, pero entonces esta batería, que se cargó antes, se sobrecargará. Tanto la descarga insuficiente como la sobrecarga, el fallo se verá reforzado. Es decir, una batería arrastrará consigo a todas. Es decir, si una batería ha comenzado a degradarse en el esquema tradicional, entonces después de algún tiempo después de los ciclos de carga-descarga profunda, no compatible, todas las baterías empeorarán aproximadamente hasta el nivel de esta la peor. Lo cual no es muy agradable. BMS permite evitar esto de varias maneras. En primer lugar, el equilibrio de las baterías durante la carga. En segundo lugar, la medición constante del voltaje y la resistencia interna, algunos lo llaman SOH (State of Health), es decir, la salud de la batería. Esto le permitirá ver de antemano que alguna de las baterías está comenzando a fallar, pero solo una fallará, porque tenemos equilibrio. Y planificar de antemano cuándo comprará una nueva, y luego en horario no laboral, para no perder la redundancia, cambiará tranquilamente solo una.