IDC機房UPS供電模式及供電需求分析

rAC高壓供電解決方案的優(yōu)點(diǎn)：

在整個(gè)供電電路中只有一個(gè)變換級，損耗小，效率高；蓄電池充電機只用于給蓄電池離線(xiàn)充電，因此容量較小，成本低。rAC高壓供電解決方案的缺點(diǎn)：

采用用電壓較高， 安全標準要求高；采用單體蓄電池數量較多，要求進(jìn)行更嚴格蓄電池管理。

五、高壓直流供電的可行性探討

數據設備內部電源狀況是計算機主機、顯示器、打印機等電氣設備的內部電源都是開(kāi)關(guān)電源，將輸入的交流220V先整流、濾波成直流300V后，再通過(guò)電源開(kāi)關(guān)管和開(kāi)關(guān)變壓器降壓、穩壓成低壓，為各部分提供電源。一般交流電壓在110-250V之間，通過(guò)整流、濾波后直流電壓為150V-340V之間。因此，給這些設備輸入一個(gè)150V-340V直流電壓，設備是可以正常工作的。綜合考慮， 額定電壓在228V～280V（后備12V電池19只或20只）范圍內直流電通過(guò)橋式整流電路、濾波后，仍是直流228V～280V，在150V-340V之間，因此開(kāi)關(guān)電源仍能正常工作，目前的實(shí)驗證明數據設備輸入DC270V左右時(shí)效果好。系統圖見(jiàn)圖6。

六、高電壓直流供電系統解決方案一

高電壓直流供方案一的交流輸入、整流電路和蓄電池、充電機與rAC供電系統是相同的。不同的是rAC供電系統將rAC直接供到集中的大功率DC/DC變換器，再其變換為穩定的高壓DC270V。日本NTT公司試驗了此系統。如果交流輸入電源故障，由蓄電池經(jīng)直流開(kāi)關(guān)和大功率DC/DC變換器供給負載設備270V直流電，系統圖見(jiàn)圖7。

此種電源系統的優(yōu)點(diǎn)：

可靠性高、效率高，在負載設備的功率較大時(shí)更為突出；成本低；

此種電源系統的缺點(diǎn)：

采用單體大功率DC/DC，電壓高，電流大，要求較高的安全標準；采用蓄電池數量多，要求進(jìn)行更嚴格蓄電池管理。

七、高壓直流供電系統解決方案二

此方案是目前國內電信運營(yíng)商在IDC機房改善供電的試用電源系統，最早鹽城電信為代表，現在一些電信分公司與移動(dòng)分公司均有試用。與傳統48V供電系統類(lèi)似，是由多個(gè)并聯(lián)冗余整流器和蓄電池組成的。在正常情況下，整流器將市電變換為270V直流電，供給電信設備，同時(shí)給蓄電池充電。市電停電時(shí)，由蓄電池放電為電信設備供電。長(cháng)時(shí)間市電停電時(shí)，由備用發(fā)電機組供電。與傳統的-48V直流電源系統的一樣，蓄電池備用時(shí)間為1～24h，典型的蓄電池備用時(shí)間為1～3h。此高壓直流電源系統，在試用中優(yōu)勢得到較充分的體現，系統圖見(jiàn)圖8。

此種供電系統的優(yōu)點(diǎn)：

可靠性：電源模塊化輸出和電池直接并聯(lián)給負載供電，電池直接并聯(lián)到輸出母線(xiàn)上，母線(xiàn)電源是不間斷的。采用分級分布式控制，整流模塊和CSU故障時(shí)各自獨立控制，避免故障擴散。

易維護：并機容易，電源模塊化設計，支持帶電熱插拔，更換方便，采用分級分布式控制，整流模塊和CSU可各自獨立控制，便于維護。

智能化管理：此系統與傳統48V直流電源系統一樣，系統管理采用全面的智能化管理模式；對電池部分管理完善，有效延長(cháng)了電池的使用壽命。

無(wú)諧波干擾、易擴容：對于計算機和服務(wù)器來(lái)說(shuō)，采用直流輸入，不再存在相位和頻率的問(wèn)題，多機并聯(lián)變得簡(jiǎn)單易行，無(wú)諧波干擾。

安全性：采用標準電氣柜，對分路輸出和母線(xiàn)的絕緣狀況可進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，安全性高。

性?xún)r(jià)比：同樣容量的系統，高壓直流電源系統由于采用N+1模式，投資低，性?xún)r(jià)比高。

此種供電系統的缺點(diǎn)：

此供電系統要求直流專(zhuān)用元器件；對器件滅弧要求高；由于電壓高，無(wú)過(guò)零點(diǎn)，對安全性要求高。

八、高壓直流供電系統解決方案三

高電壓直流供電系統方案三與方案二供電系統是類(lèi)似的，所不同的是，方案三供電系統增加升壓電路，將直流輸出電壓提高到400V（此種類(lèi)似的供電系統在移動(dòng)公司有實(shí)驗點(diǎn)，直流電壓350V）。是針對專(zhuān)門(mén)的高壓服務(wù)器電源，目前此服務(wù)器尚在研制之中，由于系統輸出電壓高，對目前大量在使用的服務(wù)器有些是不可用的，但由于某些優(yōu)點(diǎn)突出，可能成為未來(lái)的一種發(fā)展的趨勢。系統圖見(jiàn)圖9。

此方案供電系統的優(yōu)點(diǎn)：

模塊化供電，電池直接連接負載，母線(xiàn)電源不間斷；電源效率最高，最節能；輸出為直流無(wú)率因數與諧波問(wèn)題，具備最大負載能力；供電電纜最細，節省成本與空間。

此方案供電系統的缺點(diǎn)：

故障的安裝拆除易造成拉??；對安全的要求高，器件的要求也高。

結論

電信技術(shù)的迅速發(fā)展推動(dòng)了電源設備技術(shù)的進(jìn)步，高電壓直流供電系統方案二與方案三因為其可靠性高，效率高，特別適用于設備功率較大的場(chǎng)合的IDC機房供電。方案二適合于目前的服務(wù)器，也是目前IDC機房供電的改造相對最適合的方案，方案三可能是一種IDC機房設備供電的發(fā)展趨勢。IDC機房最佳供電系統到底是什么，還值得深入探討與研究，最終總會(huì )找到一種適合的方案。