直流供电系统替代UPS可行性较强

直流供电系统替代UPS可行性较强

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直流供电系统替代UPS可行性较强

      中国联通高度重视电源的安全可靠运行，将直流供电系统(HVDC)作为未来机房供电系统选择之一，多个地方公司均开始探索和分析机房IT设备采用HVDC的可行性，并取得阶段成果。目前中国联通在山东等省市进行了HVDC试点。

  &n地 址：山东聊城经济开发区华山路南首30号bsp;   中国联通合肥市分公司拥有基站1000个左右以及6个大通信枢纽楼，其中通信电源数量较多，数量逐年增加。为应对未来通信网络供电系统新需求，合肥联通已经对包括HVDC在内的电源技术进行深入研究和学习。通过与传统通信机房供电系统UPS（不间断电源）进行对比，我们发现HVDC供电系统在投资、可靠性、运营成本等方面优势显著。

      传统UPS存在四大问题

      UPS和-48Vdc系统存在缺陷。UPS备用能源在系统中的可靠性比电池本来具备的可靠性降低了很多，电池的可靠性Rb=0.99，而UPS备用能源供电可靠性仅为0.88。

      UPS系统整体利用率低。UPS冗余系统的每一路输入配电都有可能是主用，其中任何一台UPS都必须能够带起全部负荷，双机冗余UPS系统负荷率小于35%，UPS输出不平衡，直接导致UPS降容使用，存在单机利用率低的缺点。

      UPS输入配电除主路外，其它输入配电处于空载待用，使用效率很低，机房前期建设投入大、负荷规划浪费，而且后期系统扩容难度大。UPS带来供电系统谐波分量增加，导致昭通变压器利用率下降、柴油发电机支撑能力削弱，影响到整个供电系统的安全性、利用率。

      并联UPS之间不可能消除的环流问题，增加了UPS的无功损耗，降低了系统的可靠性。

      UPS应急保障和可维护性差。UPS在线维修复杂、在线扩容困难、割接难度大，不同设备型号、不同系统间无法实现互为冗余，逆变、滤波电容等关键器件更换困难。若UPS逆变器发生故障，系统将转向旁路供电，但对于某些通信负载，低质量的市电可能对设备的安全运行带来严重故障隐患，而且后备蓄电池组被隔离开，起不到保护作用。

      -48Vdc系统无法满足大功耗通信机房要求。近年来由于数据通信的发展非常迅速，机房耗电量越来越大，目前单机架功耗增加很快，某通信机房实测单机架功耗达9~12kW/架，有些单机架高达31kW左右。耗电量的增加需要更粗的电缆和更大的电流，这将进一步导致成本增加和散热量加大。

      HVDC更可靠、更节能

      HVDC供电相对于传统UPS供电，不但可靠性高、效率高、节能成效显著，而且特别适用于负载重的机房。该技术可推广性强，适合通信机房新建及改造。

      HVDC比传统的UPS少一个DC/AC逆变器及服务器机架内部的AC/DC整流器，这样大大提高了供电系统的效率，从而降低供电系统的发热损耗，发热损耗的降低也减少了空调的配置。HVDC供电方式的应用可以比采用UPS供电节约电能10%~20%。

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      当前，节能减排已经深入人心，HVDC也在节能方面得到人们的认可。以向一个10kW的数据设备供电为例，我们进行了两种供电模式对比试验。由表1可以看出，每10kW的数据设备采用HVDC每年节约的电费约34018元（人民币，以下同）。

      在成本减少方面，我们对建设传统1+1冗余120kVA UPS和2套50kW直流电源（100kW）进行分析对比发现，建设同样的100kW电源系统，HVDC电源系统比传统型UPS成本占优：投资建设成本要低66%；占用机房面积减少24.22%；系统运营成本低16.22%，年可节省26.91万元。