上海電信數(shù)據(jù)機(jī)房實(shí)踐新供電模式看好高壓直流供電技術(shù)

上海電信運(yùn)維部 | 歸軍海

模塊化UPS和高壓直流相比傳統(tǒng)UPS優(yōu)勢明顯，同時又各有千秋，但對運(yùn)營商而言，其在通信行業(yè)推廣依然任重道遠(yuǎn)。

傳統(tǒng)UPS供電設(shè)備大量應(yīng)用在電信運(yùn)營商機(jī)房建設(shè)中。

表1 數(shù)據(jù)測試情況

隨著運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出越來越猛的發(fā)展勢頭，IDC中心不斷增加，傳統(tǒng)供電方式帶來了巨大能耗，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。因此，高壓直流供電、模塊化UPS等新節(jié)能技術(shù)得到了各界關(guān)注和推廣。中國電信上海公司（以下簡稱上海電信）分別對其進(jìn)行了試點(diǎn)。

傳統(tǒng)UPS不足驅(qū)動新模式發(fā)展

傳統(tǒng)UPS運(yùn)行從交流轉(zhuǎn)換為直流，然后從直流逆變?yōu)榻涣?，轉(zhuǎn)換效率低，故障點(diǎn)多，同時負(fù)載率不超過50%也較低，設(shè)備利用率不高，如采用兩套（N+1）雙路由供電的建設(shè)和維護(hù)成本將翻番，顯然有較多不合理性。

模塊化UPS作為UPS的一種新發(fā)展模式，它與傳統(tǒng)UPS相比高頻模塊化直流電源不僅在性能指標(biāo)上有很大的改善，而且在可靠性、可維護(hù)性以及智能化方面也有劃時代的提高，同時系統(tǒng)也能通過新增模塊在線擴(kuò)容，而其模塊利用率較高也可以使能效較傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)更高，UPS系統(tǒng)的可維性也得到極大地提升。上海電信于2008年開始探索試點(diǎn)模塊化UPS的技術(shù)應(yīng)用，目前已有4套分別安裝在IDC數(shù)據(jù)、維護(hù)支撐、客戶服務(wù)等類型機(jī)房，進(jìn)行推廣性試點(diǎn)。

同時在國家節(jié)能減排政策的影響下，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)階梯式發(fā)展的不斷增長，企業(yè)能耗的節(jié)節(jié)攀升，對電信企業(yè)節(jié)能提出了更高的要求，特別是功率密度相對較高的數(shù)據(jù)機(jī)房成了節(jié)能減排的重點(diǎn)。高壓直流供電技術(shù)呼之欲出，作為新技術(shù)目前已廣受關(guān)注，在各省市試點(diǎn)應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，中國電信率先出臺了《通信用240V直流供電系統(tǒng)技術(shù)要求》，對各地推廣使用高壓直流供電技術(shù)起到了積極作用，上海電信于2009年引進(jìn)了2套高壓直流供電新技術(shù)，分別安裝在區(qū)域維護(hù)中心和112受理派修中心。

模塊化UPS供電漸受認(rèn)可

模塊化UPS存在很多優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用價值也逐漸被行業(yè)用戶所認(rèn)可，2008年上海電信在某維護(hù)支撐中心安裝了一套60kVA模塊化UPS供電系統(tǒng)，通過測試就模塊UPS與傳統(tǒng)UPS的綜合性能做了對比。

模塊化UPS解決了N+X并聯(lián)冗余、熱插拔、高效率、高功率密度等技術(shù)難題，相比傳統(tǒng)UPS，優(yōu)勢較之傳統(tǒng)UPS主要體現(xiàn)在以下三個方面。首先，可靠性的提高。從配置系統(tǒng)的角度看，它消除了系統(tǒng)方案的公共故障點(diǎn)，并且有提供多次冗余的設(shè)計(jì)考慮。其次，可用性的提高，在線熱插拔，使實(shí)施更簡單，時間較短，停機(jī)檢修時間幾乎為零，減少了維護(hù)時間和成本，維護(hù)的便利降低了設(shè)備的故障隱患，確保負(fù)載得到有效地保護(hù)。最后，用戶投資有效性的提高。模塊化UPS則不需要更換整機(jī)，只需考慮在設(shè)計(jì)容量的前提下增加模塊數(shù)量即可輕松擴(kuò)容，有效地降低了用戶初期購置和日后的擴(kuò)容成本。

上海電信也發(fā)現(xiàn)，由于模塊化UPS在解決N+X并聯(lián)冗余、熱插拔、高效率、高功率密度等技術(shù)難題上有較大的投入，生產(chǎn)、消化成本上相對傳統(tǒng)UPS的投入較高，因此，在建設(shè)投資成本上并不占有優(yōu)勢，另外整個系統(tǒng)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)還是較多，多環(huán)節(jié)供電也較為復(fù)雜，故障點(diǎn)的問題仍然存在，而模塊的工作方式仍然是傳統(tǒng)UPS的運(yùn)行模式，只是從系統(tǒng)級冗余演變?yōu)槟K級冗余，并沒有達(dá)到效率的最大化，仍然有改進(jìn)的地方，如果在實(shí)際應(yīng)用中不考慮負(fù)載因素和投入成本，從多冗余、維護(hù)便捷上考慮模塊化UPS仍然不失為一種較理想的選擇。

高壓直流供電可節(jié)能20.5%

高壓直流供電采用通信行業(yè)傳統(tǒng)的48V供電模式，使系統(tǒng)可靠性得到了進(jìn)一步提高，降低了電流諧波對電網(wǎng)的干擾，解決了UPS供電的零地電壓問題。2009年上海電信即對高壓直流供電投入了試點(diǎn)性應(yīng)用，在上海電信某112受理派修中心安裝了一套240V、60A高壓直流小型系統(tǒng)。

根據(jù)表1，在負(fù)載不變的情況下，通過計(jì)算可以得出高壓直流比傳統(tǒng)UPS能耗下降約20.5%。

上海電信通過試點(diǎn)，也總結(jié)了采用高壓直流供電需注意的幾個方面。一是高壓直流配電對滅弧要求高，須采用具有直流滅弧性能的高壓直流熔絲或高壓直流斷路器；二是負(fù)載端接線端必須可靠，端子裸露處必須帶有絕緣防護(hù)，插座配電最好選用專用插座；三是具有輸入檢測功能或者有變壓器的IT設(shè)備不能采用高壓直流供電，如無法淘汰更新且必須要用的IT設(shè)備，可以選用小型高壓逆變器單獨(dú)使用；四是對于早期IT設(shè)備帶半波整流的，輸入電源要連接正確，如連接好無法正常工作的，可將直流供電“+”、“-”極對換，服務(wù)器電源即可正常工作；五是為確保設(shè)備在采用直流供電后能正常工作，必須事先做好設(shè)備的直流高壓供電適用性檢測，然后根據(jù)設(shè)備的及時運(yùn)行方式完成連接，并投入運(yùn)行。

模塊化UPS和高壓直流相比傳統(tǒng)UPS優(yōu)勢明顯，同時又各有千秋，在行業(yè)應(yīng)用和客戶認(rèn)知上卻有較大差距，普遍較容易接受模塊化UPS，因此高壓直流推廣任重道遠(yuǎn)。上海電信將在集團(tuán)統(tǒng)一指導(dǎo)下，通過模塊化UPS和高壓直流供電的應(yīng)用，逐步完成內(nèi)部業(yè)務(wù)平臺以及支撐系統(tǒng)的高壓直流系統(tǒng)改造，形成以高壓直流供電為主，模塊化UPS供電為輔的數(shù)據(jù)機(jī)房運(yùn)營模式，同時打造以高壓直流為供電模式的高標(biāo)準(zhǔn)樣板數(shù)據(jù)機(jī)房，通過支撐服務(wù)和學(xué)習(xí)交流來提升重要客戶群對高壓直流供電的認(rèn)知度，因此可以相信高壓直流供電系統(tǒng)一定會成為IDC機(jī)房的一種重要供電方式。