新形勢(shì)下的高壓直流供電技術(shù)及發(fā)展探究

馬千里

國(guó)網(wǎng)上海市電力公司檢修公司 上海 200063

在通信技術(shù)不斷發(fā)展下，IT 設(shè)備得到了大力的推廣及應(yīng)用。在IT 設(shè)備供電方式中，UPS 電源占據(jù)重要位置，不過(guò)此種供電方式也存在不足，比如轉(zhuǎn)換效率與可靠性并不高。當(dāng)UPS 系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，往往會(huì)發(fā)生通信阻斷的現(xiàn)象，在這樣的情況下，不但影響了社會(huì)，而且能造成極大的損失。所以為了取代UPS 供電，大多數(shù)企業(yè)都會(huì)使用高壓直流技術(shù)[1]。

1 高壓直流供電技術(shù)概述

何謂高壓直流供電，就是針對(duì)220 伏特交流，使用高壓直流向其輸入設(shè)備，從而直接供電。應(yīng)用該技術(shù)，電源系統(tǒng)會(huì)繼承原有系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)該供電技術(shù)，本文主要從技術(shù)層面、投資建設(shè)等方面進(jìn)行分析，以供參考。

1.1 技術(shù)層面

極大提升可靠性：引入該技術(shù)，其目的就是為了提高系統(tǒng)安全性。對(duì)于以往的UPS 系統(tǒng)而言，冗余備份只可并在主機(jī)上，在絕大多數(shù)系統(tǒng)組件中，皆是串聯(lián)關(guān)系，往往將組件連乘結(jié)果定義為組件的可行性，和一個(gè)組件的可靠性對(duì)比，整體可靠性相對(duì)較低。然而在該技術(shù)中，冗余關(guān)系通常由兩部分構(gòu)成，一是整流模塊，二是并聯(lián)蓄電池組，和一個(gè)組件的可靠性對(duì)比，體可靠性相對(duì)較高。大幅度降低能耗：借助直流電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)有著模塊化結(jié)構(gòu)，可結(jié)合輸出負(fù)載值，促使監(jiān)控系統(tǒng)更好控制開(kāi)機(jī)數(shù)量，這一點(diǎn)同樣適合值班人員?；诖朔绞?，針對(duì)整流器模塊，可促使其有著較高的負(fù)載率，在此基礎(chǔ)上，促進(jìn)系統(tǒng)具備較大的轉(zhuǎn)換效率，隨之能大幅度降低能耗[2]。

有效改善輸入?yún)?shù)：基于PFC 電路的使用，當(dāng)處于額定工況時(shí)，整流模塊的功率因數(shù)大于0．99，對(duì)于輸入電流，其數(shù)值小于5%，由此能有效改善輸入?yún)?shù)?；诖?，明顯減少了前端設(shè)備的容量，此外，針對(duì)低壓配電柜，用不著配置電抗器，通過(guò)這樣的方式，助于放寬電容耐壓要求。大幅度提高帶載能力：通常而言，能影響系統(tǒng)帶載能力的因素主要有兩個(gè)，一是功率因素，二是電流峰值系數(shù)。在該技術(shù)沒(méi)有功率因數(shù)問(wèn)題，這主要基于大容量蓄電池組，采用了并聯(lián)的方式，此外，在整流器模塊中，含有較多的富余，由此該技術(shù)有著較好的負(fù)荷能力，所以在進(jìn)行處理時(shí)，用不著分析安全富裕容量。

1.2 投資建設(shè)方面

關(guān)于電源系統(tǒng)投資內(nèi)容，通常包含3 個(gè)部分，也就是UPS 電源、機(jī)房以及前端電源。使用高壓直流方案，并進(jìn)行初步計(jì)算，大概能降低油機(jī)25%，供電系統(tǒng)20%；針對(duì)UPS 與供電方案而言，兩者占有一樣的地方面積，與UPS 機(jī)房對(duì)比，使用直流供電方案，對(duì)機(jī)房荷載的要求相對(duì)較低[3]?？偠灾?，通過(guò)對(duì)直流供電方案的使用，在很大程度上，能減少總投資數(shù)額。此外，使用直流供電方案，可結(jié)合實(shí)際需要，針對(duì)系統(tǒng)電源模塊，采取分期的方式來(lái)進(jìn)行建設(shè)，當(dāng)然，也可分期建設(shè)電源系統(tǒng)?；谕顿Y折現(xiàn)率，通過(guò)對(duì)該方案的使用，投資節(jié)約率是相對(duì)較低的[4]。

2 發(fā)展前景

該技術(shù)發(fā)展至今，有著諸多的優(yōu)勢(shì)，不過(guò)對(duì)于系統(tǒng)工程而言，大量商用電源技術(shù)，會(huì)涉及到諸多方面的內(nèi)容，比如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，基于這些方面的內(nèi)容，需確保具備一定的可行性，在此情況下，方可大規(guī)模運(yùn)用該供電技術(shù)。關(guān)于高壓直流供電，一直以來(lái)得到了電信運(yùn)營(yíng)商的關(guān)注，且與電源系統(tǒng)廠商進(jìn)行合作，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的理論研究。此外，對(duì)于一系列問(wèn)題，比如供電電壓?jiǎn)栴}，在業(yè)界形成了一定的共識(shí)，并對(duì)一些高壓直流供電，開(kāi)展了相應(yīng)的試點(diǎn)。不過(guò)發(fā)展到現(xiàn)在，對(duì)于后端IT 設(shè)備，仍然不存在電源技術(shù)規(guī)范，與之有關(guān)的高壓直流供電，并未獲取IT 廠商的大力支持。針對(duì)高壓直流供電，有著多種類型的電壓可供選擇，然而因?yàn)槲吹玫皆O(shè)備廠商的足夠支持，由此在直流供電思路上，通常就是為了防止對(duì)后端設(shè)備進(jìn)行改造，對(duì)于供電電壓的選取，需確保在不同運(yùn)行模式下，后端設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在業(yè)界中，對(duì)現(xiàn)有供電標(biāo)準(zhǔn)已形成了一定的共識(shí)，具體而言，針對(duì)高壓直流供電，將240 伏特電壓等級(jí)視為標(biāo)準(zhǔn)電壓[5]。

總而言之，在大規(guī)模應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，受到較多因素的制約，在影響高壓直流供電的因素中，后端設(shè)備不夠規(guī)范化是主要因素。在其他行業(yè)，一些后端設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，比如IT 設(shè)備，所以為了更好改進(jìn)電壓標(biāo)準(zhǔn)，并能起到較大的促進(jìn)作用，不可只取決于行業(yè)力量。要促使大眾對(duì)高壓直流供電有一定的了解，以便能充分展現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與有關(guān)法律，針對(duì)高壓直流供電，為實(shí)現(xiàn)對(duì)IT 設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，發(fā)揮較大的促進(jìn)作用。在后端設(shè)備中，若能健全供電條件，則有助于處理系統(tǒng)規(guī)范化問(wèn)題，在市場(chǎng)的推動(dòng)下，廠商會(huì)積極研發(fā)與生產(chǎn)，最終消除種種制約[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

高壓直流系統(tǒng)并不大，部署起來(lái)較為靈活。通過(guò)高壓直流系統(tǒng)，在能進(jìn)行分散供電的同時(shí)，也能達(dá)到集中供電的目的。站在節(jié)省資源及降低投資的角度上來(lái)分析，若使用高壓直流系統(tǒng)，則應(yīng)選用分熱供電。簡(jiǎn)而言之，對(duì)UPS 電源對(duì)比來(lái)講，該供電技術(shù)有著較多優(yōu)勢(shì)，比如節(jié)能與可靠，有效處理后端設(shè)備適應(yīng)性問(wèn)題，該供電技術(shù)將會(huì)被大規(guī)模應(yīng)用。