數據中心供配電系統解決方案研究

肖 驍 戈文祺

1.紫光華山科技服務有限公司 天津 300384

2.天津城建大學.控制與機械工程學院 天津 300384

正文：

隨著社會的發展，當前數據中心也面臨著比較緊迫的問題，在服務器和交換機的應用數量不斷增加的情況下，盡管當前服務器和交換機的規模相對較小，能源消耗量卻在不斷增加。越來越多的高密度計算設備在較小的空間中加以應用的時候，電源的密度以及熱量也會出現達到臨界點的現象，容從而發生系統故障。因此在數據中心供配電系統有效運行的過程中，需要加強數據中心供配電系統的安全穩定運行的基礎上，實現更好的維護以及節省能源和成本的目標[1]。

一、數據中心供配電系統設計內容

數據中心在運行的時候，往往是二十四小時不間斷運行，其本身具有用電量比較大和可靠性較高以及對電源品質要求比較高的現象，其中比較常見的是電力系統在具體運行的過程中，對電能實施發、輸、配、用中的配和用等內容，促使這些方面能夠在電力系統正常運行的基礎上具體實施。在供配電系統中，功率通常情況下是單向流動的，也就是根據電源端向用戶端的方向流動，通過一定的分配手段的基礎上，使得供配電的目的得以實現，將電力系統中的電能改變成用戶所使用的用電設備可以利用的電能。根據當前的數據而言，其電壓等級主要處于35KV或以下。因此供配電系統在設計處理的時候，需要明確其電能負荷的性質和周圍區域電量供應的具體情況等[2]。

二、數據中心供配電系統解決方案分析

（一）熱備份串聯供電的相關方案

串聯備份技術和其他技術相對比而言，是比較成熟的，其發展的階段是比較早的，使用范圍相對廣泛，其中多種關于UPS技術的相關資料中串聯也可稱為熱備份，多數人都將其成為串聯。供電方案中串聯的UPS是比較完整的，其也具有自己的旁路在線類型的UPS單機。這些單機的連接媒介僅僅為電源線，沒有其他信號連接。通常情況下主機進行全面供電，從機基本上沒有對其加以負載處理[3]。

這一方案在具體應用的時候，其有點是結構相對簡單，在實施安裝處理的時候，比較快捷，相對價格也合理，多個不同公司的UPS能夠串聯使用。這一方案的具體實施缺陷是需要不簡單進行負載用電的擴容處理，就必須持續帶電工作，而這一過程中的危險程度也會增加。從主從機器的情況而言，兩者的老化情況從不一致，從機的電池使用壽命也會縮短，在出現短路情況的時候，從機的逆變器會比較容易出現問題。

（二）直接并機供電方案

直接并機供電方案的形式主要是將多個同類型型號和功率的“不間斷電源”在并機柜或并機板等基礎上，將輸出端連接在一起而形成的。這一方案的主要功能是多臺機器對負載功率共同承擔處理，其中比較顯著的原理是在一般情況下，多個UPS都具有逆變器的輸出分擔負載及電流，在其中任何一個“不間斷電源”出現問題的時候，其余的都會再次對全面的負載進行承擔，在促使并聯冗余實現的時候，其基礎始終是對以下相關內容有效處理[4]。

每個UPS逆變器所輸出的波形之間的相位和頻率等方面需要是相同的。UPS逆變器在輸出電壓的時候，這些電壓也需要保持一致。每個UPS都應對其負載進行分擔處理。如果UPS出現問題，就會出現迅速脫機的現象，這一方案在具體實施的時候，其中多個UPS能夠對其負載有效評分，提升運轉的可靠程度。對于擴容部分而言，會更加簡便，在正常工作的過程中，平均分擔供配電負載，可以促使系統的使用壽命得以延長。而這一方案在具體實施的時候，其主要的缺點是運行的成本相對比較高。

（三）雙母線供電方案

雙母線供電方案在具體運行的時候，其為了控制系統實現的成本，數據中心的負載主要包含著單電源負載和雙電源負載等部分，而這一情況下，使用兩套母線系統能夠促使其共同承擔雙電源負載，在雙電源負載的基礎上，其各自承擔二分之一的單電源負載，兩套母線會平均帶有百分之五十的負載，減少單個母線負載的壓力[5]。

雙母線供電方案和以前的供電方案比較大的區別是，系統備份將整體系統的利益是能夠對負載用電的可靠性加以提升，而除此之外，這一方案在具體實施的時候，其開放性和前瞻性等都比較顯著，這一內容對系統后期的擴展和維護等方面都具有有利影響。

結束語

數據中心供配電系統屬于比較重要的和具有系統性特點的工程，數據中心在具體運轉的時候，需要注重方案的建設和研究。建設的而過程中，需要對其相關因素加以全面考慮，并且對數據中心的可靠性有效提升，對系統的建設提供必要的技術措施指導。在數據中心供配電系統具體運行的時候，也需要不斷促使其能耗以及負載等方面得以降低。數據中心本身具有相關的等級區別，因此需要有效調整供配電系統，對不必要的建設投資有效減少，在數據中心安全運行的基礎上，促使數據中心的運行和維護成本等方面都有效降低[6]。