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高压直流供电系统引领通信供电新时代

 

 

240V直流供电系统,通常又被称为高压直流供电系统。相对于传统的交流UPS,高压直流在可靠性、稳定性等方面大大提高,已经成为机房基站以及数据中心新的供电方式。

  随着信息技术的发展与数据业务的迅速扩大,高功率密度设备开始大量应用,“建设节约又安全的通信供电系统”成为了通信运营企业关注的重点。此时,高压直流供电系统从幕后走向台前。

  多方合推高压直流

  在三大运营商中,中电信是240V直流供电系统的主要推动者。

  其实早在2007年,中国电信便开始试用这一供电方式。有数据显示,截至2011年11月底,中国电信全网络240V直流电源系统已经达到251个,直流总供电容量超过10万安培。

  在试点成功的基础上,2012年,中电信展开了更大规模的高压直流供电系统的招标,在中国电信2012年第二批统谈统签电源空调产品集采中,高压直流产品需求约为185台,而大容量模块化不间断电源产品需求约为4台;大容量不间断电源产品需求约为76台。

  可见,中电信已经开始大幅度缩减UPS的采购量,开始转向高压直流产品。

  当然,高压直流供电系统的规模应用也有赖于标准的出台。这其中,中国通信标准化协会在推动高压直流供电系统的发展过程中,也发挥了积极的作用。中国通信标准化协会通信电源与通信局站工作技术委员会组织制定了240V高压直流供电系统、数据设备用网络机柜、智能新风及热交换节能系统等通信用电源与机房标准,也就是《通信用240V直流供电系统》,这为促进行业节能降耗发挥了积极作用。

  同时根据工业和信息化部发布的通知,上述行业标准在2012年2月1日正式实施。中国通信标准化协会此前也曾召开宣贯会,对《通信用240V直流供电系统》标准进行宣贯。中国通信标准化协会通信电源与通信局站工作环境技术委员会主席熊兰英在接受《通信产业报》(网)记者采访时更是充满信心地表示,高压直流对交流UPS的替代是必然趋势。

  目前,科华恒盛、突破电气等企业在高压直流供电领域处于领先地位,伊顿电气、动力源、奥特迅、武汉鸿飞、易达威锐等企业也都在参与高压直流电源产品的布局。但目前国内电源厂商的高压直流供电产品设备还没有定型,大多通过订单定制方式生产。

  为了配合高压直流的落地使用,各大服务器厂商也开始打造符合高压直流使用的设备。目前已在高压直流系统中主要投用的设备有IBM服务器、DELL服务器、HP服务器、思科路由器、华为交换机、HP及联想台式机等。

  随着数据通信与网络通信的高速发展,高压直流供电系统将是一个具有发展前途的供电系统结构。

  数据中心的供电“新宠”

  作为一种全新的供电模式,高压直流供电技术已经开始应用于数据中心IT设备供电。

  在一直强调“绿色”发展的数据中心领域,能成为主供电系统的高压直流没有让人失望。

  劳伦斯伯克利国家实验室五年的研究成果证明,数据中心使用直流配电可能节约10%-20%的能源消耗。

  首先高压直流供电系统具备高可靠性,其主要从三个方面体现:一是采用直流供电,蓄电池可以作为电源直接并联在负载端,当停电时,蓄电池的电能可以直接供给负载,确保供电的不间断。二是直流供电只有电压幅值一个参数,各个直流模块之间不存在相位、相序、频率需同步的问题,系统结构简单很多,可靠性大大提高。三是交流UPS系统虽然可以提高冗余度来提高安全系数,但是由于涉及到同步问题,每个模块之间必须相互通信来保持同步,所以还是存在并机板的单点故障问题。而直流模块没有这些问题,即使脱离控制模块,只要保持输出电压稳定,也能并联输出电能。

  其次高压直流供电系统还具备高效节能特点。和交流UPS系统相比,直流供电省掉了逆变环节,而一般逆变的损耗在5%左右,因此电源的效率得以提高。并且,由于服务器输入的是直流电,也就不存在功率因数及谐波的问题,降低了线损。最后由于并机技术简单,可以采用大量的模块并联,使每个模块的使用率可达到70%~80%,比起交流UPS系统提高了很多。

  最后高压直流供电系统还具备可维护、扩容便捷的特点,因为采用高压直流供电,就如现在一直使用的48V直流系统一样,系统由模块组成,维护人员可以自己进行维护。

  目前,高压直流供电技术已经在国内多个运营商建设项目中得到了大量的应用,并凭借在实际应用中表现出的高可靠性、高节能效果以及运行成本大幅降低的优异特质,得到了各大运营商的高度肯定和大力支持。

  高压直流PDU不可或缺

  作为高压直流供电系统的重要组成部分——高压直流PDU也在此扮演重要的角色。通信电源模块根据供电到通信设备电源输入端的电源电压的种类,可分为交流供电系统和直流供电系统。目前,电信网络设备采用48V直流电源供电;数据通信设备采用380/220V交流UPS供电。

  传统的PDU就是给数据通信设备供电的交流380/220V电源分配单元。

  而240V高压直流PDU是给数据通信设备供电的直流240V电源分配单元,高压是相对于48V低压直流电源供电而言的,但其供电的对象却不是电信网络设备,而同样是数据通信设备。

  目前国内直流PDU还在起步阶段,试运营的直流PDU主要来自非专业厂商。突破电气通信用240V直流PDU是依据《YDB037-2009通信用240V直流供电系统技术要求》设计,符合标准的要求,并通过了泰尔实验室的专业检测。同高压直流供电系统相一致,是高压直流供电系统的重要组成部分,并延续突破PDU质量可靠、工艺成熟,安全性能高的产品特点;采取定制化服务,安全按照客户的实际需求定制;铝合金型材外壳,输入输出形式灵活;在安装方面,具有横安装和竖安装的产品,可最大限度地满足现场安装调试的需要。

  颜辉说:“目前,突破电气高压直流PDU在运营商数据中心供电领域,已经得到了认可。在呼和浩特电信IDC机房直流电源改造项目中,采用了突破电气的高压直流PDU产品,配合整体机房改进,电能节省约20-30%。其实突破电气一直致力于通过节能设备的选用及维护,促进节能减排,推动机房的绿色环保理念。

  利用高压直流对IT设备供电,改变了传统的供电模式受到业界的高度关注,尤其是经济效益和社会效益显著,相信很快将会被通信运营商和IT行业接受和普及。