论高压直流在大型数据中心配电中发展趋势

论高压直流在大型数据中心配电中发展趋势

发表时间：2017-09-19T11:16:08.023Z 来源：《电力设备》2017年第14期作者：周浩

[导读] 摘要：随着科学技术的不断发展，数据中心配电系统逐渐应用于数据中心，并在其中起到较为重要的作用。

（润燊智能科技（上海）有限公司上海市 200083）

摘要：随着科学技术的不断发展，数据中心配电系统逐渐应用于数据中心，并在其中起到较为重要的作用。在现代数据中心发展越来越大型化的环境下，传统的UPS配电系统已经被先进系统所替代，更换效率更高的系统，进而弥补传统的UPS配电系统可靠性不足、占地面积大的缺陷。近年来，直流高压配电技术逐渐应用于大型数据中心配电中，并在应用中迅速发展，使其应用范围更为广泛。在本文中笔者主要介绍了高压直流技术的配电原理与普通配电系统之间的区别，说明高压直流技术的优势，并分析了高压直流配电系统的不足以及日后发展趋势。

关键词：高压直流；大型数据中心配电；发展趋势

伴随着数据中心的飞速发展，大型数据中心也逐渐涌现出来，为提高数据中心的效率，选择高效率的配电系统十分关键，且近年来对节能的要求也越来越高。只有具备较高效率的供配电系统才能提高整体机房的可用性。目前，计算机或是网络通讯设备投入服务后若是无法找到一个长期稳定运行的供电系统保证其运行，一定会对经济与政治造成不良影响，所以在整个数据中心配电系统中，配电系统是核心。高频机与工频机具有较高的效率，其具有成本低，体积小等特点。传统的高频机与工频机存在一定的安全隐患，且具有能耗高、维护难、可靠性低等缺点，而新型配电系统高压直流配电系统的出现弥补了这些缺陷。

一、传统UPS配电原理

传统的UPS配电系统电压较低，所涉及的形态旁路，整体缓解以及输出静态开关，在进行供电时要复杂很多，有时还需要输入变压器，在传统配电系统中每增加一个零件，其系统的可靠性就会减低一些，整体而言，与新型高压直流系统相比较可靠性要低很多。于供电效率而言，逆变器与输出隔离变压器较多所以供电效率较低，经实际测试显示UPS负载率一般为35%，效率一般为65%，所以其供电效率也较低。在使用配电系统时，一定要保证电源的稳定，但是在使用过程中电缆的质量将会在这一环节有着重要的作用，当电缆发生故障时，相应的也会影响电力系统的供电情况。所以在这种情况下，造成供电不稳的主要问题电缆的质量就成为人们关注的焦点，使用质量较差的电缆，会导致供电的电压与电流不稳，例如在变电站电缆的绝缘发生老化，这时候继电保护的负荷就会增大，进而会影响整个系统的运行。

错误操作会引发安全事故，在继电保护装置操作过程，操作人员一定注意几个问题，避免因操作不当导致安全事故的发生，在操作中常见的错误一般有：因错误接线所引发的错误，或是二次回路问题引起的操作不当。在电网运行过程中，有时候会因为厂家配线的错误导致现场接线错误，进而导致安全事故的发生，而继电保护装置的功能设定明确，一旦出现接线错误，就会直接影响整体继电保护系统的正常运行，有的还会导致内部元件烧毁，这种情况严重影响着系统保护的寿命。

二、高压直流配电系统优势

高压直流拓扑结构，相对于传统UPS配电系统而言，电压相对较高些，且整体的结构十分简单，占地面积较小，若是在整个环境中出现了故障，还会有电池能够继续保持系统继续供电。于供电效率而言，没有了逆变器与输出隔离变压器所以供电效率较高，由于直流系统的供电模块结构属于单个模块，能够随时进行投入与退出运行，其实际负载率能够达到高效的运行区域，这样使供电系统能够得到进步的提升。高压直流配电系统相比较传统配电系统而言，变换效率较低，而传统的配电系统输出所采用的工频滤波损耗较大，传统的配电系统其控制部分也相对复杂，电池的输入端可靠性较低，若是本身出现了故障也会因负荷较大导致停电。

三、高压直流配电系统与传统配电系统成本相比较

笔者将两种配电系统进行统计，并将其成本进行比较，内容如表1所示：

通过上表能够看出，高压直流配电系统较传统配电系统而言节约电节约成本。

四、发展趋势

高压直流配电系统具有较高的效率、可靠性较高、成本低，但是在应用时还会存在一些问题，目前不是所有厂商的产品都适合高压电流配电，所以需要时间进行整合。就目前而言还没有一套成熟的规范指导。对于输电压的不同，应制定不同电压的相关方案。

结语

总而言之，高压直流配电系统已经在某地区进行试点，逐步向全国推进。而笔者认为高压直流供电系统会在数据中心不间断电源发展中成为应用趋势。

参考文献

[1]郭淑晓.数据中心高压直流配电技术及趋势分析[J].通讯世界,2015(08).

[2]王震宇.数据中心高压直流配电技术及趋势分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2016(02).

[3]李国煜,张雪倩.先进数据中心的供配电技术分析[J].硅谷,2012(12).

[4]崔福博,郭剑波,荆平等.直流配电技术综述[J].电网技术,2014(03).