作者：陳永樵 / 臺灣大學計算機及資訊網路中心程式設計組程式設計師
進入網際網路的時代，提供網際網路服務的單位必須提供一個全天候服務的網際網路環境，其中最基礎的供電系統是支援不中斷服務最重要的根源，沒有穩定的供電設備，其他的軟硬體改善，也只是空談，本文以臺灣大學計資中心的相關規劃，完整描述一個完善供電設施的藍圖，提出臺灣大學計資中心已經實施之具體有效的改善方案，最後也將尚待改善的一些項目提出，做為未來持續改善的方向。
前言
進入網際網路的時代，網路服務變成現代人生活不可或缺的一環，所以提供網際網路服務的單位就必須提供一個全天候服務的網際網路環境，對於任何中斷而言，對所有使用者都是不可承受之災難，幾乎所有網路服務供應商皆致力於軟硬體的可靠度的提升，使用各項備援或防範措施，都可以提供高穩定度的軟硬體設施，相關的探討研究也屢見不鮮，但是追根究底最基礎的供電系統才是最重要的根源，沒有穩定的供電設備，其他的軟硬體改善，也只是空談。
對於供電設施的相關探討文件相當稀少，本文將會以臺灣大學計資中心的相關規劃，完整描述一個完善供電設施的藍圖，提出一些具體有效的改善方案，最後也將尚待改善的一些項目提出，做為未來持續改善的方向。
供電設施說明及相關問題
供電設施共分三部分，包括供電系統、變電及配電系統、緊急供電系統，其中供電系統指的是由台電供應學校用電之輸電系統（分電站），變電及配電系統為學校分電站將電力接到計中地下室進行變電及配電（變電站），緊急供電系統為供應停電時電力的系統，其目標為穩定供電電壓及停電時持續供電。
供電系統就是由台電供應高壓饋線給學校的受電站，學校經由各個分電站提供給各大樓使用的高壓電力供應線路。
變電及配電系統就是各棟大樓的變電站，學校的高壓饋線直接接到中心地下室的高壓變電室，經由三具高壓變壓器，將電壓由22800伏特降壓成380/220伏特電壓，供應給日常生活用電、冷氣空調用電及機房用電。
緊急供電系統包括不斷電系統及緊急發電系統，不斷電系統提供於機房及電腦用電的前端，首先提供穩壓的功能，不斷電系統擁有穩壓設備，當台電供電的電壓不穩時，提供電腦及網路主機恆定的電壓，避免因為電壓不穩而當機，另一方面當台電停電時可以提供暫時的電力，供應電腦及網路主機的用電，直到緊急發電機供電為止，緊急發電機當台電停電時可以自動緊急發電，提供大樓於停電時所需要運轉電力，當然需要備有足量儲油箱，確保運作可以持續，機房各項電腦及網路設施正常運作。
計資中心是一棟超過30年的舊大樓，初期建置目標並非使用於資訊機房，所以初期的供電設施相當不穩，造成電腦及網路機房運作不穩，無法達成永不停電的目標，其中的缺失如下：
一、設備老舊加上日積月累的設備增加，造成整體供電設施不穩定，時有斷路器過載或故障跳脫的窘境。
二、供電系統複雜，學校供電經由眾多分電站才到達計中，造成各分電站如有維修就必須配合停電，頻繁的停電也造成各個系統設備加速老化，也成為不穩定供電的致命傷之一。
三、沒有雙備援系統，當單一不斷電系統故障，就會造成嚴重的停電意外，更由於沒有斷路旁切系統，只要不斷電系統需要故障維修或是汰舊更新，就必須配合停電。
四、緊急發電機老舊，時常無法於需要時正常啟動，加上配置於地下室，通風散熱不良，更是常於啟動後發生過熱故障情形。
供電設施改善計畫
計資中心為求供電品質的提升，陸續進行供電設施的改善計畫，包括地下室高壓變電機房更新、緊急供電系統更新、單一供電迴路的鋪設，在各項系統的持續更新下，在近兩年的供電紀錄持續保持正常運作的狀況，相關供電系統圖如圖一所示。
圖一、整體供電設施示意圖
一、地下室高壓變電機房更新
計資中心於2007開始進行地下室高壓變電機房更新，首先就是清查使用迴路，將各項使用迴路歸類整理，並整併電壓，將用電分為三大類，分別為機房用電、空調用電及日常生活用電，分由三個專用高壓變壓器供電，並更新電力切換開關，這個開關提供於停電及復電時可以正確將供電轉換到正確的供電來源，確保用電設施不停電。
更新後的電力設施經由精確的設計，所有的電源供應斷路器得到最佳的保護協調機制，已經排除系統錯誤造成的跳脫意外，對於供電品質的提升有莫大的助益。
二、單一供電迴路的設置
計資中心的供電迴路經由學校的總配電站(受電總站)，再經由各分電站的分配，最後才供應計資中心用電，學校的各變電場所，每年都需要定期維護保養，所以各受電單位都需要配合停電維修，加上各分電站也時有因為老舊故障，所以計資中心每年都會需要多次的停電，供電品質相當惡劣。
為了改善這種狀況，加上計資中心特殊的用電需求，由學校總務處協助建立單一供電迴路，建置完成後，計資中心除了受電總站或是本身大樓變電站需要保養，才需要停電，其餘都不需停電，加上不與各分電站相關，採單一供電，也降低其他分電站故障的影響，大大提升供電的穩定度，單一迴路設置如圖二所示。
圖二、單一供電迴路的設置
三、不斷電系統N+1備援設置及雙電力迴路
對於配電系統中不斷電系統(UPS)屬於電子設備，相對於傳統電力設備較易故障，所以也需要更多的備援機制，才能確保不會因為不斷電系統故障影響系統供電。
首先使用不斷電系統本身具備的並聯裝置，我們稱之為N+1設置。以計資中心的配置為例，每個機組使用六台UPS主機並聯運轉，每台提供50KVA的容量，總計300KVA的容量，假設附載60%，則系統允許兩台機器當機，仍可確保整個機組可以正常運作，所以有效降低因UPS故障而降低供電品質的危險。
所謂的雙電力迴路就是應用現有網路設備及電腦主機都有雙電源供應器的設備，所以計資中心設置兩個UPS機組，分設於大樓兩側，將電源迴路分別供應給重要的主機設備，運用主機設備電源供應器的雙迴路設計，可以因應某一UPS機組故障時，可以直接切換至另一機組供電，確保不因UPS機組故障造成服務中斷。
圖三、不斷電系統N+1備援設置及雙電力迴路
四、發電機整併及更新
計資中心原有發電機放置於地下室及一樓各一台，因為機齡老舊，加上地下室散熱不易，非常容易於發電中因為過熱當機，所以停電時就是造成電力供電系統故障最大的因素，另外位於一樓的發電機因為老舊及機房未加裝隔音措施，於夜間發電時造成非常大的噪音，也時常被環保單位警告，所以更新是刻不容緩。
計資中心經由總務處的協助整併發電機為一台，並設置於一樓，經由電機技師設計將散熱系統至於頂樓，使用水冷式散熱降低噪音，另外建立隔音房，使得發電機的運轉噪音符合環保標準，確保發電機可以穩定供電，並符合環保噪音標準。
結論
本套系統已經改善電力供應系統大部分的缺失，也使用雙備援的機制，可以降低系統故障的影響，運作已經超過五年，整體運作順暢，也得到相當良好的成果，後續需要加強部分缺乏的雙備援措施，系統應該可以確保運作無虞。
首先要提出的就是現在台電的供電迴路如果可以增加另一迴路供電，並使用電力自動轉換系統(ATS)，如此就可以由源頭就擁有雙備援系統，可以避掉絕大部分的停電威脅。
其次發電機僅有單一系統，可以考量加裝另一台移動式備援發電機，如此發電機的故障威脅可以解除，另外，移動式備援發電機也可以機動供應其他系所單位臨時供電所需。
以上所述的缺失如果可以完成建置，就可以完成全系統的雙備援機制，系統的供電可靠度將可以提升至幾乎不斷電的營運水準。