IDC機(jī)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：

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

采用用電壓較高， 安全標(biāo)準(zhǔn)要求高；采用單體蓄電池數(shù)量較多，要求進(jìn)行更嚴(yán)格蓄電池管理。

五、高壓直流供電的可行性探討

數(shù)據(jù)設(shè)備內(nèi)部電源狀況是計算機(jī)主機(jī)、顯示器、打印機(jī)等電氣設(shè)備的內(nèi)部電源都是開關(guān)電源，將輸入的交流220V先整流、濾波成直流300V后，再通過電源開關(guān)管和開關(guān)變壓器降壓、穩(wěn)壓成低壓，為各部分提供電源。一般交流電壓在110-250V之間，通過整流、濾波后直流電壓為150V-340V之間。因此，給這些設(shè)備輸入一個150V-340V直流電壓，設(shè)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(nèi)直流電通過橋式整流電路、濾波后，仍是直流228V～280V，在150V-340V之間，因此開關(guān)電源仍能正常工作，目前的實驗證明數(shù)據(jù)設(shè)備輸入DC270V左右時效果好。系統(tǒng)圖見圖6。

六、高電壓直流供電系統(tǒng)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(jī)與rAC供電系統(tǒng)是相同的。不同的是rAC供電系統(tǒng)將rAC直接供到集中的大功率DC/DC變換器，再其變換為穩(wěn)定的高壓DC270V。日本NTT公司試驗了此系統(tǒng)。如果交流輸入電源故障，由蓄電池經(jīng)直流開關(guān)和大功率DC/DC變換器供給負(fù)載設(shè)備270V直流電，系統(tǒng)圖見圖7。

此種電源系統(tǒng)的優(yōu)點：

可靠性高、效率高，在負(fù)載設(shè)備的功率較大時更為突出；成本低；

此種電源系統(tǒng)的缺點：

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

七、高壓直流供電系統(tǒng)解決方案二

此方案是目前國內(nèi)電信運營商在IDC機(jī)房改善供電的試用電源系統(tǒng)，最早鹽城電信為代表，現(xiàn)在一些電信分公司與移動分公司均有試用。與傳統(tǒng)48V供電系統(tǒng)類似，是由多個并聯(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(shè)備，同時給蓄電池充電。市電停電時，由蓄電池放電為電信設(shè)備供電。長時間市電停電時，由備用發(fā)電機(jī)組供電。與傳統(tǒng)的-48V直流電源系統(tǒng)的一樣，蓄電池備用時間為1～24h，典型的蓄電池備用時間為1～3h。此高壓直流電源系統(tǒng)，在試用中優(yōu)勢得到較充分的體現(xiàn)，系統(tǒng)圖見圖8。

此種供電系統(tǒng)的優(yōu)點：

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

易維護(hù)：并機(jī)容易，電源模塊化設(shè)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(hù)。

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

無諧波干擾、易擴(kuò)容：對于計算機(jī)和服務(wù)器來說，采用直流輸入，不再存在相位和頻率的問題，多機(jī)并聯(lián)變得簡單易行，無諧波干擾。

安全性：采用標(biāo)準(zhǔn)電氣柜，對分路輸出和母線的絕緣狀況可進(jìn)行實時監(jiān)控，安全性高。

性價比：同樣容量的系統(tǒng)，高壓直流電源系統(tǒng)由于采用N+1模式，投資低，性價比高。

此種供電系統(tǒng)的缺點：

此供電系統(tǒng)要求直流專用元器件；對器件滅弧要求高；由于電壓高，無過零點，對安全性要求高。

八、高壓直流供電系統(tǒng)解決方案三

高電壓直流供電系統(tǒng)方案三與方案二供電系統(tǒng)是類似的，所不同的是，方案三供電系統(tǒng)增加升壓電路，將直流輸出電壓提高到400V（此種類似的供電系統(tǒng)在移動公司有實驗點，直流電壓350V）。是針對專門的高壓服務(wù)器電源，目前此服務(wù)器尚在研制之中，由于系統(tǒng)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)點突出，可能成為未來的一種發(fā)展的趨勢。系統(tǒng)圖見圖9。

此方案供電系統(tǒng)的優(yōu)點：

模塊化供電，電池直接連接負(fù)載，母線電源不間斷；電源效率最高，最節(jié)能；輸出為直流無率因數(shù)與諧波問題，具備最大負(fù)載能力；供電電纜最細(xì)，節(jié)省成本與空間。

此方案供電系統(tǒng)的缺點：

故障的安裝拆除易造成拉弧；對安全的要求高，器件的要求也高。

結(jié)論

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