240 V高壓直流系統(tǒng)在DC機房中的應(yīng)用研究

陳 濤，時 磊，鄒照明

（中國聯(lián)通河北雄安新區(qū)分公司，河北 保定 071700）

0 引 言

隨著通信網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)需求快速發(fā)展，主要面向網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻網(wǎng)站和電子商務(wù)提供服務(wù)的通信運營商都在不斷建設(shè)大型的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，不僅能源消耗量極其驚人，并且通信設(shè)備對電源供電可靠性的要求逐步提升。很長時間來通信設(shè)備的供電一般是由交流不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）設(shè)備提供，但是交流不間斷電源（UPS）存在供電不穩(wěn)定、浪費電源資源、供電安全性存在瓶頸等問題[1]。因此對能替代交流UPS對數(shù)據(jù)設(shè)備進行供電的系統(tǒng)研究日益繁榮，業(yè)內(nèi)大力推薦的高壓直流供電系統(tǒng)逐步形成規(guī)模。

1 高壓直流供電系統(tǒng)組成及供電模式

1.1 高壓直流供電系統(tǒng)組成

高壓直流供電系統(tǒng)的組成與傳統(tǒng)的-48 V直流供電系統(tǒng)組成一致，僅僅是整流模塊的輸出為240 V或380 V。系統(tǒng)有市電輸入、高頻開關(guān)電源、直流配電屏、蓄電池組成，如圖1所示[2]。

1.2 高壓直流供電系統(tǒng)供電模式

目前IDC機房主要可采用的高壓直流供電有三種模式[3]。模式一：高壓直流系統(tǒng)單電源雙路供電模式。模式二：高壓直流系統(tǒng)+UPS系統(tǒng)雙路供電。模式三：高壓直流+低壓市電雙路供電。結(jié)合投資及空間結(jié)構(gòu)，通過對比分析，雄安聯(lián)通DC機房動力建設(shè)采用第三種供電形式。利用高壓直流系統(tǒng)和UPS系統(tǒng)同時為負載供電，因為每個設(shè)備機架同時具備交流、直流各一路，所以能滿足機架中的設(shè)備對電源的不同需求。

2 高壓直流供電系統(tǒng)在雄安聯(lián)通DC機房中的應(yīng)用

2.1 用電需求統(tǒng)計表

根據(jù)移動核心網(wǎng)通信云DC、數(shù)據(jù)專業(yè)提供的用電需求，用電需求統(tǒng)計如表1。

表1 本期工程用電需求統(tǒng)計表

2.2 DC機房設(shè)備布局

根據(jù)集團公司《通信機房DC化重構(gòu)指導(dǎo)意見》，通信云等高功耗設(shè)備原則上應(yīng)安裝在DC化機房，同時引入智能電量采集功能[4]。云化及服務(wù)器等標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，可選用傳統(tǒng)的緊耦合通道封閉方式；其他非標(biāo)通信設(shè)備或ICT混合部署時，采用松耦合通道封閉方式（云艙1.0）。根據(jù)機柜功耗、機房形狀、面積、消防要求等，2層DC化機房本期新增1個微模塊及1個封閉冷通道，共計27架機柜，如圖2所示。

2.3 供電系統(tǒng)的組成及運行方式

額定輸出電壓為240 V，單個模塊容量50 A以上，整流模塊需具備休眠節(jié)能功能，交流配電屏獨立監(jiān)控單元，且每個整流模塊前有微斷保護。一套240 V直流系統(tǒng)配置2組240 V蓄電池并聯(lián)[5]，每組蓄電池共120只2 V閥控式鉛酸蓄電池，要求單只電池30 min放電功率不低于938 W，交流輸入應(yīng)與直流輸出電氣隔離，直流輸出與地、機架、外殼電氣隔離。

2.4 節(jié)能效果分析

高壓直流系統(tǒng)效率提高主要表現(xiàn)在供電系統(tǒng)效率及后端設(shè)備效率兩方面[6]。IDC機房使用高壓直流供電技術(shù)，因為供電效率的提升且熱能相對減少、空調(diào)負荷下降，經(jīng)過計算，所有設(shè)備的節(jié)能效果相加比傳統(tǒng)的UPS設(shè)備節(jié)約能耗大概在20%～30%之間。效率對比如表2所示。

表2 效率對比表

3 結(jié) 論

本文以雄安聯(lián)通DC機房通信電源的建設(shè)為藍本分析了高壓直流供電系統(tǒng)的應(yīng)用，高壓直流供電系統(tǒng)具有供電可靠、擴容便捷、系統(tǒng)可維護強、電池管理能力強，雖然目前高壓直流供電系統(tǒng)的電壓等級還沒達到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在各大通信運營商和設(shè)備廠商的不斷關(guān)注及推動下，高壓直流供電技術(shù)必將在通信局房供電系統(tǒng)中有良好的應(yīng)用前景。