隨著運營商網絡的不斷發展,數據業務呈現出越來越猛的發展勢頭,IDC中心不斷增加,傳統供電方式帶來了巨大能耗,系統穩定性較差。因此,高壓直流供電、模塊化UPS等新節能技術得到了各界關注和推廣。中國電信上海公司(以下簡稱上海電信)分別對其進行了試點。
傳統UPS不足驅動新模式發展
傳統UPS運行從交流轉換為直流,然后從直流逆變為交流,轉換效率低,故障點多,同時負載率不超過50%也較低,設備利用率不高,如采用兩套(N+1)雙路由供電的建設和維護成本將翻番,顯然有較多不合理性。
模塊化UPS作為UPS的一種新發展模式,它與傳統UPS相比高頻模塊化直流電源不僅在性能指標上有很大的改善,而且在可靠性、可維護性以及智能化方面也有劃時代的提高,同時系統也能通過新增模塊在線擴容,而其模塊利用率較高也可以使能效較傳統UPS系統更高,UPS系統的可維性也得到極大地提升。上海電信于2008年開始探索試點模塊化UPS的技術應用,目前已有4套分別安裝在IDC數據、維護支撐、客戶服務等類型機房,進行推廣性試點。
同時在國家節能減排政策的影響下,隨著數據業務階梯式發展的不斷增長,企業能耗的節節攀升,對電信企業節能提出了更高的要求,特別是功率密度相對較高的數據機房成了節能減排的重點。高壓直流供電技術呼之欲出,作為新技術目前已廣受關注,在各省市試點應用和經驗積累的基礎上,中國電信率先出臺了《通信用240V直流供電系統技術要求》,對各地推廣使用高壓直流供電技術起到了積極作用,上海電信于2009年引進了2套高壓直流供電新技術,分別安裝在區域維護中心和112受理派修中心。
模塊化UPS供電漸受認可
模塊化UPS存在很多優點,它的應用價值也逐漸被行業用戶所認可,2008年上海電信在某維護支撐中心安裝了一套60kVA模塊化UPS供電系統,通過測試就模塊UPS與傳統UPS的綜合性能做了對比。
模塊化UPS解決了N+X并聯冗余、熱插拔、高效率、高功率密度等技術難題,相比傳統UPS,優勢較之傳統UPS主要體現在以下三個方面。首先,可靠性的提高。從配置系統的角度看,它消除了系統方案的公共故障點,并且有提供多次冗余的設計考慮。其次,可用性的提高,在線熱插拔,使實施更簡單,時間較短,停機檢修時間幾乎為零,減少了維護時間和成本,維護的便利降低了設備的故障隱患,確保負載得到有效地保護。最后,用戶投資有效性的提高。模塊化UPS則不需要更換整機,只需考慮在設計容量的前提下增加模塊數量即可輕松擴容,有效地降低了用戶初期購置和日后的擴容成本。
上海電信也發現,由于模塊化UPS在解決N+X并聯冗余、熱插拔、高效率、高功率密度等技術難題上有較大的投入,生產、消化成本上相對傳統UPS的投入較高,因此,在建設投資成本上并不占有優勢,另外整個系統轉換環節還是較多,多環節供電也較為復雜,故障點的問題仍然存在,而模塊的工作方式仍然是傳統UPS的運行模式,只是從系統級冗余演變為模塊級冗余,并沒有達到效率的最大化,仍然有改進的地方,如果在實際應用中不考慮負載因素和投入成本,從多冗余、維護便捷上考慮模塊化 UPS仍然不失為一種較理想的選擇。
高壓直流供電可節能20.5%
高壓直流供電采用通信行業傳統的48V供電模式,使系統可靠性得到了進一步提高,降低了電流諧波對電網的干擾,解決了UPS供電的零地電壓問題。2009年上海電信即對高壓直流供電投入了試點性應用,在上海電信某112受理派修中心安裝了一套240V、60A高壓直流小型系統。
根據表1,在負載不變的情況下,通過計算可以得出高壓直流比傳統UPS能耗下降約20.5%。
上海電信通過試點,也總結了采用高壓直流供電需注意的幾個方面。一是高壓直流配電對滅弧要求高,須采用具有直流滅弧性能的高壓直流熔絲或高壓直流斷路器;二是負載端接線端必須可靠,端子裸露處必須帶有絕緣防護,插座配電最好選用專用插座;三是具有輸入檢測功能或者有變壓器的IT設備不能采用高壓直流供電,如無法淘汰更新且必須要用的IT設備,可以選用小型高壓逆變器單獨使用;四是對于早期IT設備帶半波整流的,輸入電源要連接正確,如連接好無法正常工作的,可將直流供電“+”、“-”極對換,服務器電源即可正常工作;五是為確保設備在采用直流供電后能正常工作,必須事先做好設備的直流高壓供電適用性檢測,然后根據設備的及時運行方式完成連接,并投入運行。
模塊化UPS和高壓直流相比傳統UPS優勢明顯,同時又各有千秋,在行業應用和客戶認知上卻有較大差距,普遍較容易接受模塊化UPS,因此高壓直流推廣任重道遠。上海電信將在集團統一指導下,通過模塊化UPS和高壓直流供電的應用,逐步完成內部業務平臺以及支撐系統的高壓直流系統改造,形成以高壓直流供電為主,模塊化UPS供電為輔的數據機房運營模式,同時打造以高壓直流為供電模式的高標準樣板數據機房,通過支撐服務和學習交流來提升重要客戶群對高壓直流供電的認知度,因此可以相信高壓直流供電系統一定會成為IDC機房的一種重要供電方式。