上海電信數據機房實踐新供電模式看好高壓直流供電技術

上海電信運維部 | 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，但對運營商而言，其在通信行業(yè)推廣依然任重道遠。

傳統(tǒng)UPS供電設備大量應用在電信運營商機房建設中。

表1 數據測試情況

隨著運營商網絡的不斷發(fā)展，數據業(yè)務呈現出越來越猛的發(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)能技術得到了各界關注和推廣。中國電信上海公司（以下簡稱上海電信）分別對其進行了試點。

傳統(tǒng)UPS不足驅動新模式發(fā)展

傳統(tǒng)UPS運行從交流轉換為直流，然后從直流逆變?yōu)榻涣?，轉換效率低，故障點多，同時負載率不超過50%也較低，設備利用率不高，如采用兩套（N+1）雙路由供電的建設和維護成本將翻番，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上有很大的改善，而且在可靠性、可維護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年開始探索試點模塊化UPS的技術應用，目前已有4套分別安裝在IDC數據、維護支撐、客戶服務等類型機房，進行推廣性試點。

同時在國家節(jié)能減排政策的影響下，隨著數據業(yè)務階梯式發(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據機房成了節(jié)能減排的重點。高壓直流供電技術呼之欲出，作為新技術目前已廣受關注，在各省市試點應用和經驗積累的基礎上，中國電信率先出臺了《通信用240V直流供電系統(tǒng)技術要求》，對各地推廣使用高壓直流供電技術起到了積極作用，上海電信于2009年引進了2套高壓直流供電新技術，分別安裝在區(qū)域維護中心和112受理派修中心。

模塊化UPS供電漸受認可

模塊化UPS存在很多優(yōu)點，它的應用價值也逐漸被行業(yè)用戶所認可，2008年上海電信在某維護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并聯冗余、熱插拔、高效率、高功率密度等技術難題，相比傳統(tǒng)UPS，優(yōu)勢較之傳統(tǒng)UPS主要體現在以下三個方面。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，并且有提供多次冗余的設計考慮。其次，可用性的提高，在線熱插拔，使實施更簡單，時間較短，停機檢修時間幾乎為零，減少了維護時間和成本，維護的便利降低了設備的故障隱患，確保負載得到有效地保護。最后，用戶投資有效性的提高。模塊化UPS則不需要更換整機，只需考慮在設計容量的前提下增加模塊數量即可輕松擴容，有效地降低了用戶初期購置和日后的擴容成本。

上海電信也發(fā)現，由于模塊化UPS在解決N+X并聯冗余、熱插拔、高效率、高功率密度等技術難題上有較大的投入，生產、消化成本上相對傳統(tǒng)UPS的投入較高，因此，在建設投資成本上并不占有優(yōu)勢，另外整個系統(tǒng)轉換環(huán)節(jié)還是較多，多環(huán)節(jié)供電也較為復雜，故障點的問題仍然存在，而模塊的工作方式仍然是傳統(tǒng)UPS的運行模式，只是從系統(tǒng)級冗余演變?yōu)槟K級冗余，并沒有達到效率的最大化，仍然有改進的地方，如果在實際應用中不考慮負載因素和投入成本，從多冗余、維護便捷上考慮模塊化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)可靠性得到了進一步提高，降低了電流諧波對電網的干擾，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性應用，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)。

根據表1，在負載不變的情況下，通過計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，也總結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；二是負載端接線端必須可靠，端子裸露處必須帶有絕緣防護，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設備，可以選用小型高壓逆變器單獨使用；四是對于早期IT設備帶半波整流的，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，服務器電源即可正常工作；五是為確保設備在采用直流供電后能正常工作，必須事先做好設備的直流高壓供電適用性檢測，然后根據設備的及時運行方式完成連接，并投入運行。

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)應用和客戶認知上卻有較大差距，普遍較容易接受模塊化UPS，因此高壓直流推廣任重道遠。上海電信將在集團統(tǒng)一指導下，通過模塊化UPS和高壓直流供電的應用，逐步完成內部業(yè)務平臺以及支撐系統(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供電為輔的數據機房運營模式，同時打造以高壓直流為供電模式的高標準樣板數據機房，通過支撐服務和學習交流來提升重要客戶群對高壓直流供電的認知度，因此可以相信高壓直流供電系統(tǒng)一定會成為IDC機房的一種重要供電方式。