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市电+高压直流和传统UPS供电架构对比浅析(1)
  • 市电+高压直流和传统UPS供电架构对比浅析
  • IT设备采用240V高压直流供电,我国已经从实验室测试到进了信息行业应用5年多了。截止目前,在电信运营商和一些大型互联网公司的数据中心内,已经有数以十万计的IT设备跑在240V高压直流环境下可靠运行几年了,并且表现出很好的可靠性及节能效果。目前240V高压直流技术的可行性已经得到较好验证,相应的理论分析和实践经验也在不断研究和总结中,240V直流供电技术已经成为行业热点,并在不断改变传统数据中心供电以UPS为主的格局,也以远超380V高压直流技术的应用规模,正逐步流行中国并走向国际。

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    240V高压直流技术衍生于传统220V电力操作电源,并吸收了48V通信电源的各种优点,和传统的UPS技术相比起来,主要的优点表现在下面几点:1、源于最新开关电源技术,采用功率MOS高频软开关技术的240V高压直流可高达96%以上效率,比采用晶闸管的传统UPS效率更高,体积更小;2、电池直接挂在输出母线上,可靠性更高,且可在线扩容、不掉电割接等;3、拓扑简单,可靠性高;4、模块化设计,按需配置、边成长边投资;5、模块热插拔维护,像更换硬盘一样更换故障模块,运维可以不用依赖于厂家的服务。6、节能休眠技术可以大大提升轻载下的系统效率,减少机房初期的运行能耗;7、高压直流的输入功率因数高、谐波小,且输出负载率可以比UPS高,可降低柴发容量等; 8、高压直流比传统UPS要更安全,因为输出浮地,即便误碰到单极母排电压,触电电压也只有135V,比交流要低近1倍,且交流220Vac的正弦波峰值电压高达314V,也高于高压直流270V的电压。9、相比较目前的高频模块化UPS技术,240V高压直流的技术成熟度、模块可靠性及并机简单、热插拔维护等方面也有很大的优势。10、最后,最重要的一点是,和380V高压直流等其他电压等级的直流技术相比, 240V高压直流可以直接使用在绝大多数的标准交流设备上,IT设备不用定制电源及设备改造,更容易推广,也更为容易被接受。

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    前面我们介绍了很多240V高压直流技术的优点,如果只是采用240V直流系统来给数据中心来供电,那这还只是标准用法。目前业界以腾讯为首等互联网公司提出的基于240V高压直流技术衍生出来的市电+240V高压直流供电架构,正进一步改变传统UPS等靠硬件多重冗余来保障可靠性的高投入低能效模式。

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    对于目前大多数的双电源服务器,可以采用如上图所示的采用一路市电直供,另外一路来自240V高压直流的供电架构。服务器电源内部自动均流,市电和240V高压直流各承担一半负载。由于市电直供支路可以达到近100%的供电效率,而240V高压直流供电效率可以在全负载范围内为94%-96%,这样均分负载情况下的综合供电效率高达97%-98%,比传统的UPS供电架构效率高出很多。对于少量的单电源服务器,为保障其供电可靠性,可以直接挂接在240V高压直流支路上。最后,如果能在服务器电源上做些主从设置,或者目前部分厂家的服务器具备支持休眠一个电源的功能,那么这种主从模式下,市电主供、高压直流系统休眠后备,综合供电效率更是高达99%,实现数据中心供电系统的超高效率。

    (御风)

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