高壓直流電源在IDC機房環境的工作原理及應用初探

【摘 要】介紹了IDC機房現有的供電結構并詳細敘述了高壓直流電源的供電原理和336V電壓選取的依據，同時對高壓電源在國內外的應用情況進行了介紹。

【關鍵詞】高壓直流電源 供電結構 336V電壓 國內外應用

中圖分類號：TM922.0 文獻標識碼：B 文章編號：1006-1010（2014）-13-0080-07

1 引言

隨著我國通信行業的高速發展，互聯網的大規模普及與運用，網絡視聽、電子商務、電子信息等依托基礎網絡的業務不斷拓展。數據業務的快速增長，使其市場業務份額大幅提高，通信局站的UPS使用量大增，系統的可靠性和維護的簡便性越來越受到關注，而UPS在這2方面均存在很多問題。盡管雙總線UPS供電系統增加了UPS供電的可靠性，但其加大了機房使用面積，增加了設備投資，也加大了能源浪費。336V直流供電系統的系統效率和可靠性均要高于UPS供電系統，這一點已經得到了業內人士的公認。

2 高壓直流電源（HVDC）概述

（1）定義：高壓是相對通信電源常用的48V來說的“高壓”，電壓范圍在200～400V。

（2）其發展歷程如圖1所示：

（3）高壓直流提出的技術背景

◆UPS存在的問題

交流UPS供電模式在通信系統中存在的安全性、經濟性等方面的問題越來越凸顯，主要體現在能耗高，可靠性低，維護、擴容難度大，建設成本高等方面；

◆高頻開關電源技術普及，生產成本已經低于變壓器電源；

◆轉型業務、數據通信、各種增值業務平臺在電信運營商業務中的比重日趨增大，安全和節能方面的需求對電源保障提出了更高的要求。

3 高壓直流供電的技術基礎

3.1 IT設備電源模塊工作原理

IDC機房設備以服務器為主，現在生產的每一臺服務器自身都有2個以上的電源模塊，模塊之間是主備用關系。正常工作時2個電源模塊負載均擔，當一只模塊出現故障或進行檢修時，另一只模塊承擔全部負荷。IT設備內部電源是一個可靠性很高的獨立模塊，每一只電源模塊的基本工作原理如圖2所示，對于功能強、使用在重要場合的服務器或小型機，均配置2個或2個以上的模塊并聯運行。

圖2 IT設備電源模塊工作原理示意圖

由圖2和圖3可以看出，雖然IT設備輸入的是交流電源，但核心部分還是DC/DC變換電路，因此只要輸入一個范圍合適的直流電壓給DC/DC變換電路，就同樣能滿足IT設備安全工作的要求。圖中因為輸入端沒有工頻變壓器，所以輸入直流不會產生短路阻抗，就沒有必要非得交流輸入。如果輸入的直流合理配上蓄電池，輔以遠程監控，構成一個可靠的直流供電系統，就可取代交流供電系統。

3.2 現有IT設備的配電結構

目前IDC機房針對IT設備的配電系統有3種結構：交流配電、機架直流配電、設備直流配電。首先對配電系統里的幾個結構單元進行介紹。

PDU（Power Distribution Unit）：電源分配單元，具有電源分配和管理功能。電源分配是指電流及電壓和接口的分配；電源管理是指開關控制（包括遠程控制）、電路中的各種參數監視、線路切換、承載的限制、電源插口匹配安裝、線纜的整理、空間的管理、電涌防護和極性檢測。

PSU（Power Supply Unit）：驅動電源，是計算機中的一個組件，負責將交流電轉成穩定的12V、5V及3.3V直流電，是供計算機內其它組件使用的電源。服務器內部基礎工作電壓均為12V直流，不受服務器電源外部輸入電壓的影響，最后都統一轉換成12V直流供電。

VRM（Voltage Regulator Module）：電壓調節模塊，其主要是通過對主板上直流/直流（簡稱DC/DC）轉換電路的控制來為CPU提供穩定的工作電壓，同時也對電腦啟動時電壓的變化情況和時序作出明確的要求。根據VRM標準制定的電源電路能夠滿足不同CPU的要求，降低人工干預的復雜性，簡化了穩壓電路的電壓控制設計。

AC/DC是交流輸入，直流輸出。DC/DC是直流輸入，直流輸出。

（1）交流配電結構

圖4的方案為交流UPS系統所采取的供電結構，380V的三相交流電壓經過UPS電源（其內部結構為1個AC/DC轉換模塊和1個DC/AC轉換模塊，先做1次交流變直流變換，再做1次直流變交流變換），輸出為380V/220V的交流電壓，通過PDU變壓器后變成220V的交流電。在PSU中，交流220V先通過1個AC/DC轉換模塊變換為直流380V，再由隔離的DC/DC變壓器降為典型的直流12V以供電源使用。

（2）機架直流配電結構

圖5的配電方式是在服務器機架上（圖中rack部分）將電壓變化為直流380V供電，通過在服務器機架內配置AC/DC轉換模塊，產生隔離的直流380V，但是有嚴重缺陷，機架內AC/DC轉換模塊的數量影響了用電效率的提高。

（3）設備直流配電結構

圖6的配電方式為336V直流系統所采取的供電結構，它取消了UPS中的逆變器（即DC/AC轉換模塊）、PDU中的變壓器、PSU中的AC/DC轉換模塊，使整個電路結構變得很簡單，用電效率得到了極大提高。

3.3 高壓直流電壓范圍選取

目前，因無相應的技術標準或規范對高壓直流系統的供電電壓作出相應規定，各方試點的電壓等級不盡相同，所以有必要對供電電壓的選擇進行相應分析確定出合適的供電電壓。

電壓等級的選擇應主要從以下幾個方面進行考慮：

◆電壓選取的基本原則

◆元器件的耐壓范圍

◆配電設備的電壓等級

◆配電線路的金屬消耗endprint

◆與蓄電池的匹配

◆安全性

（1）電壓選取的基本原則

現在IDC機房的服務器內部一般使用SSI高頻開關電源，把外部輸入的交流電轉化為內部電子電路所用的直流電。計算機設備的高頻開關電源的基本工作原理如圖7所示。

將圖7進行簡化，如圖8所示，實際上在交流輸入的時候，在正半周，電流的走向是：A—2—C—D—4—B；在負半周的時候，電流的走向是：B—3—C—D—1—A，整流管1、3和2、4輪流導通。

理論上，一般服務器的輸入電壓要求是220V±10%，即198V～242V，因此Uo的取值范圍是252V～308V，這個值是電源的標稱電壓。實際上，CD后端的DC/DC變換器是通過調節開關脈沖的占空比即開關管的導通時間來控制輸出直流電的電壓的。因此，電壓范圍可以高于308V。

當采用直流電壓直接輸入AB時，由于電壓不變相，整流管2、4長期導通，整流橋可視為直連。如圖8所示，這樣電壓從AB端直接傳到CD端。若不考慮整流管自身的損耗，則Ui≈Uo

直流電壓范圍上限計算（整流二極管最大反向電壓）：

通常PC機、服務器銘牌標明工作電壓范圍180～240V，由此得出電壓上限為：

U高=240×1.414=339V （1）

直流電壓范圍下限計算：

經過對多種設備的現場測試，IT設備電源模塊交流工作電壓在180～240V的范圍均能正常工作，根據IT設備電源模塊恒功率特性和整流元件直流波形發熱這2方面的特性來考慮，直流工作電壓最低電壓為：

（2）

（2）元器件的耐壓范圍

大部份的電子零件（Caps，MOSFET等）的耐壓范圍為450～500VDC，此耐壓范圍的元器件技術成熟且價格低廉?？紤]故障排除和啟動時的電壓脈沖峰值，高壓直流供電系統最高工作電壓不宜超過400V。

（3）配電設備的電壓等級

多芯電力電纜的絕緣電壓為690V/1 000V，線對地絕緣電壓為690V，線之間絕緣電壓為1 000V。從表1中的資料可以看出，高壓直流供電系統工作電壓不超過400V時，配電設備均可以支持。

表1 部分廠家斷路器直流應用的技術特性

設備

廠家 設備型號 額定工作

電壓/V 額定絕緣電壓/V 額定工作

電流/A

施耐德 微型斷路器

C65H/L-DC 440（2P） - 1～63

塑殼斷路器NS系列 500 750 100～630

框架斷路器NW系列 500/900 1 000 1 000～

4 000

ABB 微型斷路器

S260UC、S500、S800S 440/500 - 1～125

塑殼斷路器T系列 500/750 800/

1 000 160～800

框架斷路器E系列 不適用直流 不適用

直流 -

（4）配電線路的金屬消耗

通信機房采用不同的電壓等級，對于銅材的消耗也不相同，其初始投資也有所不同。交流供電一般采用三相四線制，直流供電采用單相兩線制。相同電纜截面，相同電纜數（4根），相同電流情況下的輸送功率比如式（3）所示（cos為功率因數，可取0.9）：

（3）

輸送相同的功率，直流電壓值越高則耗銅量越少。當直流供電電壓高于296.2V時，電纜耗銅量比交流380V供電少。因此IDC機房若采用高于296.2V供電電壓等級的直流供電系統（綜合了轉換器的功耗），就能達到降低初始投資成本，提高經濟效益和節能的目的。

采用不同電壓等級的直流供電系統，其長期運行的線路損耗不同。從長期運行角度比較交流與直流運行的經濟性，選擇恰當的直流電壓等級，現對交、直流輸送功率的通用公式進行分析（cos值取0.9）：

直流電壓為242.5V是交直流線損的平衡點，線損與電壓的平方成反比。（綜合相關轉換器效率，常把296.2V作為平衡點）

（5）與蓄電池的匹配

目前，普遍應用的蓄電池為鉛酸蓄電池，單只電壓為2V、6V或12V。蓄電池作為后備電源，在高壓直流供電系統故障、維護或停電時，為系統提供不間斷電源。因而，高壓直流供電系統的電壓應與蓄電池電壓相匹配。系統可以采用2V、6V或12V電池，因而高壓直流供電系統的標稱電壓應為2V、6V和12V的整數倍。

（6）安全性

由交流輸入供電改成直流輸入供電，其基本整流電路“橋式整流”，如圖8所示。將原來的交流UPS供電時整流管1、3和2、4輪流導通，變成2和4單邊導通，原來2只整流管同時工作的模塊，改成單管長時間工作。安全問題一直是人們擔心的，對安全性將從下面2個方面來進行分析。

◆電流計算

IT設備二次電源基本上是一個恒功率設備。當服務器220V交流供電時，它的等效直流是200V，如果給服務器直接輸入直流336V，相當于電壓提高了70%，則工作電流相應下降70%，輸入高壓直流時流經整流管的電流，小于輸入220V交流時流經整流管的電流。

◆發熱量對比

發熱量Q=I2*R*T，當通過整流管的電流一定時，其發熱量與電阻成正比，二極管的伏安特性曲線如圖9所示。由圖9可知：在二極管截止區，該區域為高阻區，由于電流為0，它的作用忽略不計；在二極管飽和區，該區域為低阻區，等效電阻極小，對二極管發熱影響較??；在線性區，呈現一個較大的非線性電阻，是二極管發熱的主要根源。在交流輸入供電時，單個整流管每秒鐘要經過100次線性區，而直流輸入供電時，二極管工作不經過線性區，始終工作在飽和區，所以整流管等效電阻R，在直流輸入狀態下比交流輸入狀態下小。endprint

圖9 二極管伏安特性

通過上述2點我們得出結論：長時間單管直流供電的工作電流小、發熱小，是安全的。

從以上6點的分析來看，高壓直流供電系統的電壓設置越高越有利，但是工作最高電壓不宜超過400V，通過計算，高壓直流供電系統的電壓設置應為：

◆標稱電壓：336V；

◆浮充電壓：374.64～381.36V（2.23～2.27V/cell）；

◆最高均充電壓：386.40～394.80V（2.30～2.35V/cell）；

◆蓄電池只數：2V電池168只串聯或12V電池28只串聯。

4 高壓直流在國內外的應用

4.1 國際研究和應用

Intel EC最早就對數據中心采用的新型供電進行了研究與應用，法國電信和阿爾卡持公司相繼于1999年提出《供電給新的電信網絡和服務用的新的供電系統》，2000年又發表了《電信和數據通信融合的整流型AC供電技術的新研究》，并在2001年發表《新電信網絡和服務的最佳新型供電》。歐美絕大部分通信運營商采用300～400V直流電壓方案；法國電信公司、日本NTT電信公司試用380V高壓直流供電系統；美國Intel、Microsoft、Facebook等公司試用400V高壓直流供電系統；瑞士在建第一個完全采用336V直流供電的MW級數據中心，為商用數據中心。

4.2 已發布的技術標準

在國際上，2012年2月歐洲標準《接入400V直流源的電源輸入接口》已正式發布；2012年5月國際電信聯盟（ITU-T）標準《Direct current power feeding interface up to 400 V at the input to telecommunication and ICT equipment》已正式發布。

在國內，國家標準《通信高壓直流電源系統工程設計規范》已完成了征求意見稿，即將正式發布；行業標準《YD/T 2378-2011通信用240V直流供電系統》也已下發；中國移動企業標準《336V開關型整流器》（QB-H-007-2012）、《336V直流電源系統》（QB-H-008-2012）已正式發布；中國電信已制定240V高壓直流的企業標準。

4.3 國內高壓直流進展情況

（1）中國電信使用情況

中國電信的240V直流系統如圖10所示。

中國電信于2007年開始對240V高壓直流供電系統進行研究與試用，2008年開始在江蘇鹽城試驗標稱電壓為240V的直流供電系統，采用270V直流電為交流服務器供電。大部分交流服務器可以采用標稱240V直流供電系統供電，部分服務器機架須作相應調整。試驗效果比較好，節能效果很明顯。

目前電信全國在網的240V直流電源系統已達到300多套并分布于20多個省、直轄市；同時計劃在內蒙古新建計算信息園數據中心，共6棟樓，由電信、騰訊、百度等入駐，招標要求設備廠家兼容240V系統供電。

（2）中國聯通使用情況

中國聯通于2009年，在山東淄博將IDC機房UPS交流供電改造為高壓直流供電，此工程是聯通第一個高壓直流電源工程，采用240V系統。然后于2010年在河南進行高壓直流電源試點；2012年在深圳，由省公司牽頭進行技術交流、方案設計，進行高壓直流試點應用。

（3）國內非運營商使用情況

國內非運營商企業阿里巴巴，率先采用240V直流供電，并在IT機架內安裝270V轉12V嵌入式電源為服務器設備供電。南京日博、江蘇廣電、騰訊、潤迅（深圳）等都已采用240V供電技術，百度等也將試用。

4.4 336V在中國移動的進展

中國移動的336V直流系統如圖11所示。

（1）使用情況

中國移動于2009年開始進行高壓直流研究和試點，試點地點選擇在深圳羅湖郵政樓。經過測試，性能指標達到設計要求，運行穩定，節能效果明顯。接著于2011年開始在內蒙古、遼寧等省開始實施運行。2012年倉儲式機房與336V直流供電系統結合磷酸鐵鋰電池進行試驗，服務器采用336V/12V嵌入式電源供電。

（2）技術標準和規范

目前中國移動已頒布的技術標準和規范有《336V直流供電系統》、《336V開關型整流器》和《336V直流供電系統設計規范》。國家標準《通信高壓直流電源系統工程設計規范》即將頒布。

5 結束語

通信用高壓直流供電系統是一種新型的供電方式，是使用與維護人員信賴的電源種類，通信電源是通信負載的能源供應源泉，是通信設備的“心臟”，其重要程度不言而喻。作為通信電源系統，我們始終認為系統安全穩定可靠的運行才是最重要的；其次才是節能環保問題。高壓直流系統的高可靠性才是推動其廣泛應用的前提條件，由于其運行效率也比現有交流系統高出至少20%，所以必然會受到業界歡迎，同時這也是實現節能降耗的有效手段之一。

高壓直流供電系統的通信行業標準和技術規范的頒布與實施，必將推動通信用高壓直流系統的研發與生產，促進其在我國通信領域的應用，也為用戶的正確使用、合理維護奠定了基礎。通過全文的分析，可以看到高壓直流供電有著明顯的優勢，尤其是在高效和安全這2方面的優勢更為突出。隨著數據通信與網絡通信的高速發展，通信負載對電源系統的要求也越來越高，通信電源系統安全可靠穩定的運行是重中之重。高壓直流供電以其高可靠性，超低運營成本的優勢將在未來通信領域得到更廣泛的運用。

參考文獻：

[1] 梁延貴. 現代集成電路實用手冊[M]. 北京： 科學技術文獻出版社， 2002.

[2] 王吉信，田得露. 20kV/2kW模塊化高壓電源研制[A]. 全國電源技術年會論文集[C]. 2005： 840-841.

[3] T L Baldwin， T. Hogans jr， S D Henry， et al. Reactive-power compensation for voltage control at resistance welders[J]. IEEE Transactions on Industry Applications， 2005，41（6）： 1485-1492.

[4] 韓民曉，文俊，徐永海. 高壓直流輸電原理與運行[M]. 北京： 機械工業出版社， 2009.

[5] GOLE A M， MEISINGSET M. An AC Active Filter for Use at Capacitor Commutated HVDC Converters[J]. IEEE Trans On Power Delivery， 2001，16（2）： 100-105.

[6] 李普明，徐政，黃瑩，等. 高壓直流輸電交流濾波器參數的計算[J]. 中國電機工程學報， 2008，28（16）： 115-121.

作者簡介

杜娟：碩士畢業于華中科技大學，現任職于中國移動通信集團廣東有限公司，從事集采產品供應商管理和研究工作。endprint

圖9 二極管伏安特性

通過上述2點我們得出結論：長時間單管直流供電的工作電流小、發熱小，是安全的。

從以上6點的分析來看，高壓直流供電系統的電壓設置越高越有利，但是工作最高電壓不宜超過400V，通過計算，高壓直流供電系統的電壓設置應為：

◆標稱電壓：336V；

◆浮充電壓：374.64～381.36V（2.23～2.27V/cell）；

◆最高均充電壓：386.40～394.80V（2.30～2.35V/cell）；

◆蓄電池只數：2V電池168只串聯或12V電池28只串聯。

4 高壓直流在國內外的應用

4.1 國際研究和應用

Intel EC最早就對數據中心采用的新型供電進行了研究與應用，法國電信和阿爾卡持公司相繼于1999年提出《供電給新的電信網絡和服務用的新的供電系統》，2000年又發表了《電信和數據通信融合的整流型AC供電技術的新研究》，并在2001年發表《新電信網絡和服務的最佳新型供電》。歐美絕大部分通信運營商采用300～400V直流電壓方案；法國電信公司、日本NTT電信公司試用380V高壓直流供電系統；美國Intel、Microsoft、Facebook等公司試用400V高壓直流供電系統；瑞士在建第一個完全采用336V直流供電的MW級數據中心，為商用數據中心。

4.2 已發布的技術標準

在國際上，2012年2月歐洲標準《接入400V直流源的電源輸入接口》已正式發布；2012年5月國際電信聯盟（ITU-T）標準《Direct current power feeding interface up to 400 V at the input to telecommunication and ICT equipment》已正式發布。

在國內，國家標準《通信高壓直流電源系統工程設計規范》已完成了征求意見稿，即將正式發布；行業標準《YD/T 2378-2011通信用240V直流供電系統》也已下發；中國移動企業標準《336V開關型整流器》（QB-H-007-2012）、《336V直流電源系統》（QB-H-008-2012）已正式發布；中國電信已制定240V高壓直流的企業標準。

4.3 國內高壓直流進展情況

（1）中國電信使用情況

中國電信的240V直流系統如圖10所示。

中國電信于2007年開始對240V高壓直流供電系統進行研究與試用，2008年開始在江蘇鹽城試驗標稱電壓為240V的直流供電系統，采用270V直流電為交流服務器供電。大部分交流服務器可以采用標稱240V直流供電系統供電，部分服務器機架須作相應調整。試驗效果比較好，節能效果很明顯。

目前電信全國在網的240V直流電源系統已達到300多套并分布于20多個省、直轄市；同時計劃在內蒙古新建計算信息園數據中心，共6棟樓，由電信、騰訊、百度等入駐，招標要求設備廠家兼容240V系統供電。

（2）中國聯通使用情況

中國聯通于2009年，在山東淄博將IDC機房UPS交流供電改造為高壓直流供電，此工程是聯通第一個高壓直流電源工程，采用240V系統。然后于2010年在河南進行高壓直流電源試點；2012年在深圳，由省公司牽頭進行技術交流、方案設計，進行高壓直流試點應用。

（3）國內非運營商使用情況

國內非運營商企業阿里巴巴，率先采用240V直流供電，并在IT機架內安裝270V轉12V嵌入式電源為服務器設備供電。南京日博、江蘇廣電、騰訊、潤迅（深圳）等都已采用240V供電技術，百度等也將試用。

4.4 336V在中國移動的進展

中國移動的336V直流系統如圖11所示。

（1）使用情況

中國移動于2009年開始進行高壓直流研究和試點，試點地點選擇在深圳羅湖郵政樓。經過測試，性能指標達到設計要求，運行穩定，節能效果明顯。接著于2011年開始在內蒙古、遼寧等省開始實施運行。2012年倉儲式機房與336V直流供電系統結合磷酸鐵鋰電池進行試驗，服務器采用336V/12V嵌入式電源供電。

（2）技術標準和規范

目前中國移動已頒布的技術標準和規范有《336V直流供電系統》、《336V開關型整流器》和《336V直流供電系統設計規范》。國家標準《通信高壓直流電源系統工程設計規范》即將頒布。

5 結束語

通信用高壓直流供電系統是一種新型的供電方式，是使用與維護人員信賴的電源種類，通信電源是通信負載的能源供應源泉，是通信設備的“心臟”，其重要程度不言而喻。作為通信電源系統，我們始終認為系統安全穩定可靠的運行才是最重要的；其次才是節能環保問題。高壓直流系統的高可靠性才是推動其廣泛應用的前提條件，由于其運行效率也比現有交流系統高出至少20%，所以必然會受到業界歡迎，同時這也是實現節能降耗的有效手段之一。

高壓直流供電系統的通信行業標準和技術規范的頒布與實施，必將推動通信用高壓直流系統的研發與生產，促進其在我國通信領域的應用，也為用戶的正確使用、合理維護奠定了基礎。通過全文的分析，可以看到高壓直流供電有著明顯的優勢，尤其是在高效和安全這2方面的優勢更為突出。隨著數據通信與網絡通信的高速發展，通信負載對電源系統的要求也越來越高，通信電源系統安全可靠穩定的運行是重中之重。高壓直流供電以其高可靠性，超低運營成本的優勢將在未來通信領域得到更廣泛的運用。

參考文獻：

[1] 梁延貴. 現代集成電路實用手冊[M]. 北京： 科學技術文獻出版社， 2002.

[2] 王吉信，田得露. 20kV/2kW模塊化高壓電源研制[A]. 全國電源技術年會論文集[C]. 2005： 840-841.

[3] T L Baldwin， T. Hogans jr， S D Henry， et al. Reactive-power compensation for voltage control at resistance welders[J]. IEEE Transactions on Industry Applications， 2005，41（6）： 1485-1492.

[4] 韓民曉，文俊，徐永海. 高壓直流輸電原理與運行[M]. 北京： 機械工業出版社， 2009.

[5] GOLE A M， MEISINGSET M. An AC Active Filter for Use at Capacitor Commutated HVDC Converters[J]. IEEE Trans On Power Delivery， 2001，16（2）： 100-105.

[6] 李普明，徐政，黃瑩，等. 高壓直流輸電交流濾波器參數的計算[J]. 中國電機工程學報， 2008，28（16）： 115-121.

作者簡介

杜娟：碩士畢業于華中科技大學，現任職于中國移動通信集團廣東有限公司，從事集采產品供應商管理和研究工作。endprint

圖9 二極管伏安特性

通過上述2點我們得出結論：長時間單管直流供電的工作電流小、發熱小，是安全的。

從以上6點的分析來看，高壓直流供電系統的電壓設置越高越有利，但是工作最高電壓不宜超過400V，通過計算，高壓直流供電系統的電壓設置應為：

◆標稱電壓：336V；

◆浮充電壓：374.64～381.36V（2.23～2.27V/cell）；

◆最高均充電壓：386.40～394.80V（2.30～2.35V/cell）；

◆蓄電池只數：2V電池168只串聯或12V電池28只串聯。

4 高壓直流在國內外的應用

4.1 國際研究和應用

Intel EC最早就對數據中心采用的新型供電進行了研究與應用，法國電信和阿爾卡持公司相繼于1999年提出《供電給新的電信網絡和服務用的新的供電系統》，2000年又發表了《電信和數據通信融合的整流型AC供電技術的新研究》，并在2001年發表《新電信網絡和服務的最佳新型供電》。歐美絕大部分通信運營商采用300～400V直流電壓方案；法國電信公司、日本NTT電信公司試用380V高壓直流供電系統；美國Intel、Microsoft、Facebook等公司試用400V高壓直流供電系統；瑞士在建第一個完全采用336V直流供電的MW級數據中心，為商用數據中心。

4.2 已發布的技術標準

在國際上，2012年2月歐洲標準《接入400V直流源的電源輸入接口》已正式發布；2012年5月國際電信聯盟（ITU-T）標準《Direct current power feeding interface up to 400 V at the input to telecommunication and ICT equipment》已正式發布。

在國內，國家標準《通信高壓直流電源系統工程設計規范》已完成了征求意見稿，即將正式發布；行業標準《YD/T 2378-2011通信用240V直流供電系統》也已下發；中國移動企業標準《336V開關型整流器》（QB-H-007-2012）、《336V直流電源系統》（QB-H-008-2012）已正式發布；中國電信已制定240V高壓直流的企業標準。

4.3 國內高壓直流進展情況

（1）中國電信使用情況

中國電信的240V直流系統如圖10所示。

中國電信于2007年開始對240V高壓直流供電系統進行研究與試用，2008年開始在江蘇鹽城試驗標稱電壓為240V的直流供電系統，采用270V直流電為交流服務器供電。大部分交流服務器可以采用標稱240V直流供電系統供電，部分服務器機架須作相應調整。試驗效果比較好，節能效果很明顯。

目前電信全國在網的240V直流電源系統已達到300多套并分布于20多個省、直轄市；同時計劃在內蒙古新建計算信息園數據中心，共6棟樓，由電信、騰訊、百度等入駐，招標要求設備廠家兼容240V系統供電。

（2）中國聯通使用情況

中國聯通于2009年，在山東淄博將IDC機房UPS交流供電改造為高壓直流供電，此工程是聯通第一個高壓直流電源工程，采用240V系統。然后于2010年在河南進行高壓直流電源試點；2012年在深圳，由省公司牽頭進行技術交流、方案設計，進行高壓直流試點應用。

（3）國內非運營商使用情況

國內非運營商企業阿里巴巴，率先采用240V直流供電，并在IT機架內安裝270V轉12V嵌入式電源為服務器設備供電。南京日博、江蘇廣電、騰訊、潤迅（深圳）等都已采用240V供電技術，百度等也將試用。

4.4 336V在中國移動的進展

中國移動的336V直流系統如圖11所示。

（1）使用情況

中國移動于2009年開始進行高壓直流研究和試點，試點地點選擇在深圳羅湖郵政樓。經過測試，性能指標達到設計要求，運行穩定，節能效果明顯。接著于2011年開始在內蒙古、遼寧等省開始實施運行。2012年倉儲式機房與336V直流供電系統結合磷酸鐵鋰電池進行試驗，服務器采用336V/12V嵌入式電源供電。

（2）技術標準和規范

目前中國移動已頒布的技術標準和規范有《336V直流供電系統》、《336V開關型整流器》和《336V直流供電系統設計規范》。國家標準《通信高壓直流電源系統工程設計規范》即將頒布。

5 結束語

通信用高壓直流供電系統是一種新型的供電方式，是使用與維護人員信賴的電源種類，通信電源是通信負載的能源供應源泉，是通信設備的“心臟”，其重要程度不言而喻。作為通信電源系統，我們始終認為系統安全穩定可靠的運行才是最重要的；其次才是節能環保問題。高壓直流系統的高可靠性才是推動其廣泛應用的前提條件，由于其運行效率也比現有交流系統高出至少20%，所以必然會受到業界歡迎，同時這也是實現節能降耗的有效手段之一。

高壓直流供電系統的通信行業標準和技術規范的頒布與實施，必將推動通信用高壓直流系統的研發與生產，促進其在我國通信領域的應用，也為用戶的正確使用、合理維護奠定了基礎。通過全文的分析，可以看到高壓直流供電有著明顯的優勢，尤其是在高效和安全這2方面的優勢更為突出。隨著數據通信與網絡通信的高速發展，通信負載對電源系統的要求也越來越高，通信電源系統安全可靠穩定的運行是重中之重。高壓直流供電以其高可靠性，超低運營成本的優勢將在未來通信領域得到更廣泛的運用。

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作者簡介

杜娟：碩士畢業于華中科技大學，現任職于中國移動通信集團廣東有限公司，從事集采產品供應商管理和研究工作。endprint