高壓直流供電是采用高壓直流電源(區(qū)別于常用的—48V)直接對數(shù)據(jù)中心的IT設備進行供電。采用該技術后,電源系統(tǒng)將具有直流電源系統(tǒng)本身輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾等優(yōu)點,從直流供電系統(tǒng)的拓撲結構上就決定了這些特性;其次,模塊化的高壓直流供電產(chǎn)品,可維護和可擴展性都比較好;其三,節(jié)能,高壓直流電源能夠根據(jù)后端負載的增長逐步增加模塊,負載利用率高。此外,從經(jīng)濟適用的角度看,高壓直流因為系統(tǒng)結構更加簡單,而且模塊的擴容支持邊成長邊投資,因此前期投資和總體造價都較低。
根據(jù)已經(jīng)應用該供電技術的運營商處統(tǒng)計的數(shù)據(jù)分析,在負載不變的情況下,相比于交流電源,高壓直流供電平均節(jié)能達20%~30%;由于模塊的數(shù)量按需配置,使得每個模塊的負載率可達到60%~80%;同時,從新建系統(tǒng)統(tǒng)計分析,高壓直流系統(tǒng)平均節(jié)省投資大于40%;此外,由于沒有交流電源振幅、頻率、相位等同步要求,并機擴容也更為簡單。可以說,高壓直流供電節(jié)能率高且價格便宜,越來越受到大家的青睞也就毫無意外了。
因此,提高電能利用效率,降低運營成本,一直以來都是數(shù)據(jù)中心管理者最為關心的問題之一。為了適應數(shù)據(jù)中心的可靠性、可用性、可擴展性以及它的能效、資源管理等方面的要求,研究人員開發(fā)了很多的技術,包括模塊化、自然風冷卻、液冷等,高壓直流供電也是其中之一。
一、功能特點
1.交流配電柜單元
交流配電單元是將兩路市電,經(jīng)自動或手動切換分配到各個整流模塊;并配有C、D兩極防雷保護系統(tǒng)。
2.整流模塊柜
整流模塊是統(tǒng)的核心部分,它將交流變換成直流(AC/DC),給負載供電,同時對電池充電。
3.直流配電柜
直流配電單元是通過直流空開或熔斷器輸出到列頭柜,再由列頭柜輸出到各服務器,給服務器提供直流電源。
4.蓄電池
蓄電池是保證不間斷供電的關鍵,在交流停電時,由蓄電池給負載供電。
5.監(jiān)控模塊
監(jiān)控模塊是整個系統(tǒng)的“大腦”和“眼睛”,擔負著各單元實時運行情況的監(jiān)測和處理的重任。
6.電池管理單元
電池管理單元可實時檢測每節(jié)電池的端電壓、電池組內(nèi)阻、電池組端電壓、充放電電流和溫度等參數(shù),并上送給監(jiān)控模塊,保證電池組隨時處在正常工作狀態(tài)。
7.絕緣監(jiān)控單元
絕緣監(jiān)測單元可對直流母線、輸出分路對大地的絕緣狀況經(jīng)行實時監(jiān)測,保證操作人員的人身安全。高壓直流與UPS電源的可靠性、可用性、節(jié)能效果比傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)有顯著提高,這不但是從功率轉換設備標準化,機架標準化,電池配置和結構標準化方面評估,安裝簡單,維護方便。