上海电信数据机房实践新供电模式看好高压直流供电技术

上海电信运维部 | 归军海

模块化UPS和高压直流相比传统UPS优势明显，同时又各有千秋，但对运营商而言，其在通信行业推广依然任重道远。

传统UPS供电设备大量应用在电信运营商机房建设中。

表1 数据测试情况

随着运营商网络的不断发展，数据业务呈现出越来越猛的发展势头，IDC中心不断增加，传统供电方式带来了巨大能耗，系统稳定性较差。因此，高压直流供电、模块化UPS等新节能技术得到了各界关注和推广。中国电信上海公司（以下简称上海电信）分别对其进行了试点。

传统UPS不足驱动新模式发展

传统UPS运行从交流转换为直流，然后从直流逆变为交流，转换效率低，故障点多，同时负载率不超过50%也较低，设备利用率不高，如采用两套（N+1）双路由供电的建设和维护成本将翻番，显然有较多不合理性。

模块化UPS作为UPS的一种新发展模式，它与传统UPS相比高频模块化直流电源不仅在性能指标上有很大的改善，而且在可靠性、可维护性以及智能化方面也有划时代的提高，同时系统也能通过新增模块在线扩容，而其模块利用率较高也可以使能效较传统UPS系统更高，UPS系统的可维性也得到极大地提升。上海电信于2008年开始探索试点模块化UPS的技术应用，目前已有4套分别安装在IDC数据、维护支撑、客户服务等类型机房，进行推广性试点。

同时在国家节能减排政策的影响下，随着数据业务阶梯式发展的不断增长，企业能耗的节节攀升，对电信企业节能提出了更高的要求，特别是功率密度相对较高的数据机房成了节能减排的重点。高压直流供电技术呼之欲出，作为新技术目前已广受关注，在各省市试点应用和经验积累的基础上，中国电信率先出台了《通信用240V直流供电系统技术要求》，对各地推广使用高压直流供电技术起到了积极作用，上海电信于2009年引进了2套高压直流供电新技术，分别安装在区域维护中心和112受理派修中心。

模块化UPS供电渐受认可

模块化UPS存在很多优点，它的应用价值也逐渐被行业用户所认可，2008年上海电信在某维护支撑中心安装了一套60kVA模块化UPS供电系统，通过测试就模块UPS与传统UPS的综合性能做了对比。

模块化UPS解决了N+X并联冗余、热插拔、高效率、高功率密度等技术难题，相比传统UPS，优势较之传统UPS主要体现在以下三个方面。首先，可靠性的提高。从配置系统的角度看，它消除了系统方案的公共故障点，并且有提供多次冗余的设计考虑。其次，可用性的提高，在线热插拔，使实施更简单，时间较短，停机检修时间几乎为零，减少了维护时间和成本，维护的便利降低了设备的故障隐患，确保负载得到有效地保护。最后，用户投资有效性的提高。模块化UPS则不需要更换整机，只需考虑在设计容量的前提下增加模块数量即可轻松扩容，有效地降低了用户初期购置和日后的扩容成本。

上海电信也发现，由于模块化UPS在解决N+X并联冗余、热插拔、高效率、高功率密度等技术难题上有较大的投入，生产、消化成本上相对传统UPS的投入较高，因此，在建设投资成本上并不占有优势，另外整个系统转换环节还是较多，多环节供电也较为复杂，故障点的问题仍然存在，而模块的工作方式仍然是传统UPS的运行模式，只是从系统级冗余演变为模块级冗余，并没有达到效率的最大化，仍然有改进的地方，如果在实际应用中不考虑负载因素和投入成本，从多冗余、维护便捷上考虑模块化UPS仍然不失为一种较理想的选择。

高压直流供电可节能20.5%

高压直流供电采用通信行业传统的48V供电模式，使系统可靠性得到了进一步提高，降低了电流谐波对电网的干扰，解决了UPS供电的零地电压问题。2009年上海电信即对高压直流供电投入了试点性应用，在上海电信某112受理派修中心安装了一套240V、60A高压直流小型系统。

根据表1，在负载不变的情况下，通过计算可以得出高压直流比传统UPS能耗下降约20.5%。

上海电信通过试点，也总结了采用高压直流供电需注意的几个方面。一是高压直流配电对灭弧要求高，须采用具有直流灭弧性能的高压直流熔丝或高压直流断路器；二是负载端接线端必须可靠，端子裸露处必须带有绝缘防护，插座配电最好选用专用插座；三是具有输入检测功能或者有变压器的IT设备不能采用高压直流供电，如无法淘汰更新且必须要用的IT设备，可以选用小型高压逆变器单独使用；四是对于早期IT设备带半波整流的，输入电源要连接正确，如连接好无法正常工作的，可将直流供电“+”、“-”极对换，服务器电源即可正常工作；五是为确保设备在采用直流供电后能正常工作，必须事先做好设备的直流高压供电适用性检测，然后根据设备的及时运行方式完成连接，并投入运行。

模块化UPS和高压直流相比传统UPS优势明显，同时又各有千秋，在行业应用和客户认知上却有较大差距，普遍较容易接受模块化UPS，因此高压直流推广任重道远。上海电信将在集团统一指导下，通过模块化UPS和高压直流供电的应用，逐步完成内部业务平台以及支撑系统的高压直流系统改造，形成以高压直流供电为主，模块化UPS供电为辅的数据机房运营模式，同时打造以高压直流为供电模式的高标准样板数据机房，通过支撑服务和学习交流来提升重要客户群对高压直流供电的认知度，因此可以相信高压直流供电系统一定会成为IDC机房的一种重要供电方式。