绿色IDC供电系统发展趋势-模块化UPS和高压直流  祁维武

绿色IDC供电系统发展趋势-模块化UPS和高压直流

祁维武

模块化UPS发展趋势：

　模块化UPS概念从2002年开始推出，提高供电系统的可用性、可靠性、可维护性及节能特性这种概念是符合用户需要的，而且技术上没有不可逾越的困难，因此，一些公司仍在不断的改进、研发并推出新的模块化产品，经过10多年的发展，目前模块机的稳定性、可靠性、市场占有率等方面已不可同日而语，2009-2010年中国电信通过广州电信研究院对模块机的深入测试，及上海电信、广东电信、广西电信、新疆电信等实际使用单位的反映，他们认为生产模块化UPS的几个主流厂家（先控、APC、NEWA、艾默生、科华、中兴等），已经完全满足通信行业对UPS的要求，并在2011年底开始对模块机第一次集中采购，至今已连续进行了三次集采。

    高压直流发展趋势：

        从高压直流的发展来看，这项技术在国际上很早就有了研究和探讨，但实际应用却很少，在我国正好相反，研究和探讨起步较晚，但应用和推广确是最先开始的，通信行业最早是从2008年江苏电信参照电力操作电源的规范，开始实践、试验，并定点小规模试用开始的，然后逐步推广到其他省的电信公司试用，作为国内在高压直流技术方面首位“吃螃蟹”的用户，中国电信在该技术上的应用步伐可谓迈得飞快。中国电信集团数据则显示，截止2012年12月底，通信行业全网用直流电源（240V）系统数大约为600套，每套设备的电流大约在400A-600A，每套相当于160KVA的UPS容量，与模块化UPS一样，中国电信也先后进行了三次集中采购。：

从发展趋势看，高压直流产品也面临几个问题：

1. 高压直流尚未形成明确的标准，比如电压等级，选择240V、336V或380V差异非常大，而选择不同的电压等级又面临着负载适应性、人身安全、系统节能、输出配电等诸多问题，很难两全。

2. 目前在标准未形成的情况下，很多IT设备厂家普遍对高压直流处于观望态度，暂时不愿意承诺提供设备的维保等服务。这意味着一旦用户在高压直流环境下的IT设备发生故障，其售后服务以及损失赔偿上得不到保障。

3. 在一些高端的服务器电源中，采用了交流频率检测、辅助电源单极供电等，会出现设备虽不损坏但不能正常开机等小概率事件。还有，部分交流电机驱动类设备不支持高压直流，均需要配备UPS或逆变器等设备。

4. 根据中国电信实际应用统计，可用240V直流电源的IT设备占IT总数量大于95%，不可用数量小于5%。这5%的概率虽小，还是需要用户在切换到高压直流系统之前做大量细致的设备适应性测试工作。

1. 传统UPS、模块化UPS、高压直流的方案比较

我们通过一个IDC机房的实际应用案例来比较三种供电方案，例如假定负载为240个IT机柜，每个机柜需要4KVA的供电，机房整体供电总量为960KVA，为便于管理，将80个IT机柜为一个区，共分为三个区域进行供电，每区分为4列，每列放置20个机柜，供电标准按T4级的标准设计。

　统机3+1并机2N型供电方案

配置说明：

1.4台400KVA传统UPS组成3+1冗余并机，共8台400KVA传统式UPS整体组成2N供电，总容量可达到1200KVA。

2.每组 UPS输出配置交流并机柜，交流并机柜后再有三个交流输出分配柜；每个交流输出分配柜各有4路分路输出，分别供给各交流列头柜；

高压直流2N型供电方案

配置说明：

　　因为高压直流系统容量较小，同时输出为悬浮供电，所以采用分区、分散式双母线供电模式。

1.每个区域使用6台240V/600A的 HVDC系统，分为二组3台并联，组成2N供电模式，每个区域的供电容量为432KVA，总共需3组18台HVDC系统，总输出容量为1296KVA；

2.每3台600AHVDC系统并机输出后需接入到直流输出分配柜，每个直流输出分配柜再分为4路输出，分别供给直流列头柜；

　模块机2N型供电方案

配置说明：

　　因为模块化UPS系统已经具备了冗余特性，所以无需并联，直接采用分区、分散式双母线供电模式。

1. 每个区域使用2台400KVA模块化UPS 组成2N供电方案，总共需要3组6台模块化UPS，总输出容量为1200KVA；

2. 模块化UPS输出直接连接交流输出分配柜，交流输出分配柜分为4路为别供给交流列头柜；

三种方案对比

模块化和高压直流都是绿色IDC供电系统发展趋势，但从目前的应用层面和应用历史看，模块化UPS要远远多于高压直流，这是由于用户IT设备和服务器均大部分采用交流输入。但简单评论交流或直流供电哪种模式更好，意义不大，因为得到的结论总是片面的，但作为IT设备的基础供电设施，必须满足IT 设备的供电要求，则永远是第一位的。