240 V高壓直流系統(tǒng)在DC機(jī)房中的應(yīng)用研究

陳 濤，時(shí) 磊，鄒照明

（中國(guó)聯(lián)通河北雄安新區(qū)分公司，河北 保定 071700）

0 引 言

隨著通信網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)需求快速發(fā)展，主要面向網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻網(wǎng)站和電子商務(wù)提供服務(wù)的通信運(yùn)營(yíng)商都在不斷建設(shè)大型的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，不僅能源消耗量極其驚人，并且通信設(shè)備對(duì)電源供電可靠性的要求逐步提升。很長(zhǎng)時(shí)間來通信設(shè)備的供電一般是由交流不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）設(shè)備提供，但是交流不間斷電源（UPS）存在供電不穩(wěn)定、浪費(fèi)電源資源、供電安全性存在瓶頸等問題[1]。因此對(duì)能替代交流UPS對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)備進(jìn)行供電的系統(tǒng)研究日益繁榮，業(yè)內(nèi)大力推薦的高壓直流供電系統(tǒng)逐步形成規(guī)模。

1 高壓直流供電系統(tǒng)組成及供電模式

1.1 高壓直流供電系統(tǒng)組成

高壓直流供電系統(tǒng)的組成與傳統(tǒng)的-48 V直流供電系統(tǒng)組成一致，僅僅是整流模塊的輸出為240 V或380 V。系統(tǒng)有市電輸入、高頻開關(guān)電源、直流配電屏、蓄電池組成，如圖1所示[2]。

1.2 高壓直流供電系統(tǒng)供電模式

目前IDC機(jī)房主要可采用的高壓直流供電有三種模式[3]。模式一：高壓直流系統(tǒng)單電源雙路供電模式。模式二：高壓直流系統(tǒng)+UPS系統(tǒng)雙路供電。模式三：高壓直流+低壓市電雙路供電。結(jié)合投資及空間結(jié)構(gòu)，通過對(duì)比分析，雄安聯(lián)通DC機(jī)房動(dòng)力建設(shè)采用第三種供電形式。利用高壓直流系統(tǒng)和UPS系統(tǒng)同時(shí)為負(fù)載供電，因?yàn)槊總€(gè)設(shè)備機(jī)架同時(shí)具備交流、直流各一路，所以能滿足機(jī)架中的設(shè)備對(duì)電源的不同需求。

2 高壓直流供電系統(tǒng)在雄安聯(lián)通DC機(jī)房中的應(yīng)用

2.1 用電需求統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)移動(dòng)核心網(wǎng)通信云DC、數(shù)據(jù)專業(yè)提供的用電需求，用電需求統(tǒng)計(jì)如表1。

表1 本期工程用電需求統(tǒng)計(jì)表

2.2 DC機(jī)房設(shè)備布局

根據(jù)集團(tuán)公司《通信機(jī)房DC化重構(gòu)指導(dǎo)意見》，通信云等高功耗設(shè)備原則上應(yīng)安裝在DC化機(jī)房，同時(shí)引入智能電量采集功能[4]。云化及服務(wù)器等標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，可選用傳統(tǒng)的緊耦合通道封閉方式；其他非標(biāo)通信設(shè)備或ICT混合部署時(shí)，采用松耦合通道封閉方式（云艙1.0）。根據(jù)機(jī)柜功耗、機(jī)房形狀、面積、消防要求等，2層DC化機(jī)房本期新增1個(gè)微模塊及1個(gè)封閉冷通道，共計(jì)27架機(jī)柜，如圖2所示。

2.3 供電系統(tǒng)的組成及運(yùn)行方式

額定輸出電壓為240 V，單個(gè)模塊容量50 A以上，整流模塊需具備休眠節(jié)能功能，交流配電屏獨(dú)立監(jiān)控單元，且每個(gè)整流模塊前有微斷保護(hù)。一套240 V直流系統(tǒng)配置2組240 V蓄電池并聯(lián)[5]，每組蓄電池共120只2 V閥控式鉛酸蓄電池，要求單只電池30 min放電功率不低于938 W，交流輸入應(yīng)與直流輸出電氣隔離，直流輸出與地、機(jī)架、外殼電氣隔離。

2.4 節(jié)能效果分析

高壓直流系統(tǒng)效率提高主要表現(xiàn)在供電系統(tǒng)效率及后端設(shè)備效率兩方面[6]。IDC機(jī)房使用高壓直流供電技術(shù)，因?yàn)楣╇娦实奶嵘覠崮芟鄬?duì)減少、空調(diào)負(fù)荷下降，經(jīng)過計(jì)算，所有設(shè)備的節(jié)能效果相加比傳統(tǒng)的UPS設(shè)備節(jié)約能耗大概在20%～30%之間。效率對(duì)比如表2所示。

表2 效率對(duì)比表

3 結(jié) 論

本文以雄安聯(lián)通DC機(jī)房通信電源的建設(shè)為藍(lán)本分析了高壓直流供電系統(tǒng)的應(yīng)用，高壓直流供電系統(tǒng)具有供電可靠、擴(kuò)容便捷、系統(tǒng)可維護(hù)強(qiáng)、電池管理能力強(qiáng)，雖然目前高壓直流供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)還沒達(dá)到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在各大通信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備廠商的不斷關(guān)注及推動(dòng)下，高壓直流供電技術(shù)必將在通信局房供電系統(tǒng)中有良好的應(yīng)用前景。