通信网络应用高压直流电源和UPS电源供电的成本探讨

通信机房高压直流供电技术的节能性研究摘要：通信行业在这几年内得到了快速的发展，由此要求通信设备也应当及时进行改进与优化，传统运行中IDC机房一般运用不间断电源的使用方式进行供电，随着其在现网中的大范围使用，运行的工作效率比较低，容易出现故障问题，因此应当加大对通信机房技能技术的充分研究。

关键词：通信机房；高压直流供电；技术；节能；分析引言：为了提高IDC的供电效率，降低机房PUE值，减少转换层级，直接为服务器类的通信负载提供240V或336V直流电压的直流供电技术理论开始被一些发达国家应用和研究。

1.高压直流供电系统与UPS供电系统比较1.1系统可靠性对比UPS供电系统可通过UPS主机冗余方式大幅提高系统的可靠性，但整个UPS供电系统还是会存在单点故障点，如同步并机板等，高压直流供电系统采用直流模块化工作方式则不存在此问题。

虽然UPS设备也可采用模块化备份，但交流不同于直流，不仅需要各模块输出交流幅值同步，还需要及时地均流控制和输出频率、电压、相位同步控制，而控制对象越多，系统可靠性更低。

高压直流供电系统的后备电池与系统输出直接并联给负载供电，形成两路冗余供电，系统故障时可由电池直接为负载供电，可靠性高。

而UPS的后备电池只是在前段并联给DC/DC供电，如果DC/DC发生故障，电池无法直接为负载供电，导致系统发生故障时存在负载直接断电的风险。

1.2后期维护及扩容可操作性对比UPS系统扩容需考虑到电源的频率、电压、相序、相位、波形等较多参数，所以UPS在线扩容存在较大风险，并且需要专业人士进行操作。

而直流电源系统扩容只需要关注电压，不需要考虑频率、相序、相位、波形等问题，由于采用模块化设计，模块支持热插拔，可直接扩容，一般电源维护人员都可操作，较为方便。

1.3能耗对比UPS设备转换次数多、效率低，一般工频机单机满载效率在90%左右，部分高频机可达到95%，系统所带负载供电可靠性要求高时，系统需采用N+1或2N运行方式。

再论高压直流（HVDC ）在数据机房的应用摘要：数据中心首先应用在军事之上，随着社会科技不断发展、进步，逐渐在各个行业中使用，随着人们对数据的飞速增加的需求量，促进了通信行业在数据中心机房的建设压力，但庞大的数据市场，不可预估的数据增长趋势，也极大地刺激了通信行业、互联网行业在数据中心机房投入建设的决心，并付诸行动。

而在数据中心机房的配电系统的建设中，从最初的简单的机械化的UPS 到安全系数高的系统，再逐步发展到高压直流配电系统，仅仅几十年。

传统的UPS 电源，存在初始投资大，后期利用率低、可靠性差、运行能效低和维护困难等明显缺点。

因此，作为UPS 的替代产品—高压直流电源（HVDC）便应运而生，而且越来越受到电源、通信等行业的重视。

关键词：数据机房；UPS供电系统；高压直流供电系统；引言：在本文，从UPS配电系统产生、原理及使用与高压直流配电系统分开叙述，剖析高压直流电源与UPS 电源对比和数据中心配电不同，完全地论述高压直流的应用前景，为进入该行业或有兴趣的读者提供参考。

1、传统的UPS供电系统1.1、传统UPS供电发展不间断电源是随着电子计算机的发展而发展的，由最初纯机械机构逐渐改变成为科技含量高且电子集成的电气设备，不间断电源的历史至今也不过几十年的历史。

在不间断电源（UPS）发展经历了四代：第一代UPS电源—动态UPS：利用机械惯性储能以及电动机、发电机的能量传输机制以提供短时间的不间断供电，这种早期产品体积庞大、造价昂贵、噪声巨大，犹如一个小型电厂。

第二代UPS电源—工频UPS电源机。

工频UPS电源机目前常用于功率较大、用电环境较差的场合。

第三代UPS电源—高频UPS电源机。

高频机的出现进一步提升了功率密度，体积减小了50%，从功能模块上提升了维护性，缩短了MTTR时间，可在数小时内完成修复。

第四代UPS电源—模块化高频UPS电源。

高频机技术的发展为UPS的模块化架构提供了技术可能，结合类似通信电源的模块冗余技术的供电架构，模块化的高频UPS得以实现。

数据中心高压直流UPS供电系统的分析以前的很多数据中心机房都是采用UPS供电系统来进行供电的，但是随着网络大数据时代的到来，数据中心业务量大大增加，越来越多的数据信息使得传统的供电系统已经无法满足使用要求。

长期以来，数据机房使用UPS供电系统供电，但传统的UPS供电系统存在结构复杂、安全性差、成本高、效率低、维护困难以及不易拓展等问题。

随着数据业务的高速发展，IT行业将增加大量新服务器，UPS设备应用规模不断扩大，导致使用UPS供电系统存在的问题变得越来越明显。

在通信行业节能降耗的背景下，高可靠性和低运行成本的高压直流供电系统将取代传统UPS电源为数据中心供电。

關键词：数据中心;高压直流;UPS;供电系统1高压直流UPS供电系统特点分析首先，常规UPS供电系统结构中存在DC/AC逆变器，因此功耗大大增加，占总功耗的5%左右。

高压直流UPS供电系统结构中不需要DC/AC逆变器、静态开关以及滤波器等设备，不仅能有效提高电源效率和供电设备运行效率，而且有效降低了设备成本。

其次，在数据中心使用的过程中，由于输入的是直流电，所以不会产生谐波以及功率因数的问题，这样就不会让谐波电流污染电网以及系统，从而维护整个系统以及电网的环境。

在设备中，由于使用相对来说比较稳定的直流电作为负载电流，所以会有效降低输入谐波的成分。

网络设备一般都会配备开关电源，所以使用稳定的直流电可以将30%的谐波成分降低至零，这样就不会产生谐波干扰设备的情况。

同时，由于没有谐波的干扰和影响，负载端也就很少甚至不会出现零地电压的问题。

再次，高压直流UPS供电系统提高了运行效率，主要是由于系统结构简单，通信技术更加先进，且可以并联多个模块，最大程度地利用了每个设备，避免了资源浪费。

常规的UPS供电系统通常使用2N或N+1冷却系统，因此常规UPS供电系统中任何UPS设备都可能具有高压，而且每个UPS设备都需要增加容量以满足负荷增加的容量，从而导致资源浪费。