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摘要：高压直流电源供电系统在模块化数据机房中的应用前景广泛，本文介绍了该方案的性能特点，与传统UPS供电方案进行了比较，介绍了模块化数据机房应用案例。
关键词：直流电源供电 模块化数据机房 安全性 可靠性
[中图分类号]TN91 [文献标识码] A
1前言
当今科学技术发展日新月异，信息技术已成为企业主要核心竞争力之一，是保障业务持续稳定发展的重要手段，数据中心则是信息技术提供运行的关键基础设施平台。以电信和金融等行业为首的数据中心，经过近几年大规模的建设和运营，在基础配套设施上陆续暴露出一些弊端：占地面积大、能源消耗高，维护管理难，成本居高不下等，如何建设新一代数据中心的，立足现有资源，长远规划未来的理念已成为业内关注的重点。为此，业界提出了数据机房模块化的规划，很好的解决了上述传统机房的弊端。
然而，相对数据中心的模块化发展，供电保障基本没有发生质的变化，还是沿用传统UPS供电模式。这种传统的UPS供电模式的可靠性、安全性及高耗能等方面凸现的问题越来越多。成为模块数据机房的发展中的一个瓶颈，为了解决这一难题，本文提出一种新的解决方案：模块化数据中心+高压直流供电 ，使得数据中心建设大限度规避传统机房的弊端。
模块化机房是把IT机柜、空调、配电柜、布线柜整合在一起并柜，在顶部加盖天窗，两侧加装封闭通道门，形成密闭通道，解决高密度的散热问题，实现智能管理、高密部署、绿色节能、柔性扩展的整合方案，参见图1。
图1 模块化整合方案
2 传统的UPS供电
⑴ 传统UPS供电方案
服务器设备一般采用交流电源输入，电压为220V，50Hz的单相交流电源，因此IDC机房一般采用交流UPS供电方案。UPS供电系统由整流器、逆变器、蓄电池和静态开关等组成。在市电正常时，市电交流电源经整流器变换为直流电供给逆变器，同时给蓄电池充电，逆变器将直流电变换为50Hz交流电供给负载。在停电时，蓄电池放出电能，通过逆变器变换为交流电，供给负载。UPS供电系统的基本结构如图2所示。
图2 传统的UPS供电方案
为了提高设备供电的可靠性，通常采取多台UPS 冗余并机的方式，即N+1 系统。对于一些重要的双电源负载，采用两套(N+1)UPS 系统并联组成双系统双总线冗余供电方案，这种供电方案安全可靠性相当高。
⑵ UPS供电系统的缺点
① 负载率低，设备利用率不高
为了提高可靠性，多机并联，负载率低，使设备的实际使用率低下。例如1+1冗余的UPS大负载率也不过是50%，同时低负载率也带来了低效率。
② 系统存在单点故障瓶颈
从图2可直观的看出，电池、逆变器、负载为串联关系，任意一点的单点故障都会带来系统断电的风险。
③ 设备维护时间长
由于不是模块化组装，维护还处于电路板、元器件的水平，造成维护时间长。
④ 电池管理能力差，后备电池寿命短
UPS的核心部分是逆变器，其充电器是辅助部分，因此，在充电管理上不如专门设计高频开关电源功能强大。
⑤ 标准化难度大
特别是大功率的UPS，生产基本还是手工组装，使每一台设备的离散性大，现场的每一条设备都要单独调试。
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