畢鷺建

摘 要：如今，數(shù)據(jù)中心模塊化UPS與240V直流系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應用愈發(fā)廣泛，成為構成數(shù)據(jù)中心必不可少的部分。本文對模塊化UPS以及240V直流系統(tǒng)進行了簡要的敘述，并分別討論了240V直流系統(tǒng)以及模塊化UPS在數(shù)據(jù)中心的運用，以期幫助了解如何將兩者應用于數(shù)據(jù)中心當中。

關鍵詞：數(shù)據(jù)中心；240V直流系統(tǒng)；模塊化UPS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.175

0 引言

如今，數(shù)據(jù)中心當中的240V直流系統(tǒng)與模塊化UPS兩種供電系統(tǒng)的應用愈發(fā)頻繁，均受到了廣大企業(yè)與用戶的關注。作為企業(yè)，應熟練掌握關于兩種供電系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心應用的相關技術，根據(jù)實際情況選用合適的供電系統(tǒng)，以滿足用戶的需求。此外，企業(yè)選用適合的建設方案，不僅能夠有效提高建設方案的合理性，同時也可以有效提高系統(tǒng)經濟型以及安全性，使得數(shù)據(jù)中心得到優(yōu)化。

1 模塊化UPS以及240V直流系統(tǒng)概述

1.1 240V直流系統(tǒng)

240V直流系統(tǒng)工作原理如下：240V直流系統(tǒng)同48V供電系統(tǒng)工作原理基本一致，該供電系統(tǒng)是通過將數(shù)個冗余整流模塊以及蓄電池并聯(lián)構成。通常情況下，整流模塊需要把市電電源轉化為240V直流電源，之后為服務器供應電能，并未蓄電池實施充電。一旦市電出現(xiàn)停電狀況，則開啟蓄電池，有蓄電池為服務器供電，以保證服務器的正常運行。

就目前而言，服務器當中通常需要設立兩個電源模塊，模塊之間相互冗余。故而，按照服務器所承擔業(yè)務的重要程度，可使用一套甚至兩套處于獨立狀態(tài)的供電系統(tǒng)對服務器進行供電。若從現(xiàn)有電網實際運行狀況而言，240V直流系統(tǒng)內含有如下3類配電結構：其一，單套直流系統(tǒng)；其二，雙套直流系統(tǒng)；其三，分為兩套供電系統(tǒng)，即一路供電電源為市電直接供電，另一套為單套直流供電系統(tǒng)。

1.2 模塊化UPS

模塊化UPS工作原理如下：構成模塊化UPS的主要由以下可形成UPS基礎功能的模塊構成：其一，能夠插、拔的功率模塊；其二，顯示通訊信息的模塊以及靜態(tài)開關模塊等。其中，功率模塊內含有傳統(tǒng)UPS逆變整流充電的能力，全部功率模塊均處于并聯(lián)狀態(tài)下工作，將所有系統(tǒng)負載平均分攤。如此一來，當某一模塊出現(xiàn)故障，其余模塊依舊可以分擔系統(tǒng)所成在的負載。當靜態(tài)開關模塊位于過載狀態(tài)中，需要使用相同的供電通道。顯示通信模塊大多應用于顯示以及連接網絡監(jiān)控平臺。

第二，配電結構。同240V直流供電系統(tǒng)基本相同，按照服務器的重要程度可選用對應的供電同完成供電，如選用一套或是兩套處于獨立運行狀態(tài)的UPS系統(tǒng)圍服務器供應電能。目前，實際應用于電網當中的配電結構有以下兩種：

其一，單機N+X功率模塊處于冗余并聯(lián)狀態(tài)，牽引出兩路對供電線路對服務器實施雙路供電。

其二，兩套單機N+X功率模塊，銅絲應用冗余并聯(lián)模式，各套單機牽引出一路供電線路對服務器進行供電。

2 240V直流供電系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應用

2.1 240V直流供電系統(tǒng)應用可行性

若從數(shù)據(jù)中心機房內需要電量的設備進行考慮，可從如下方面分析240V直流供電系統(tǒng)的可行性：第一，IT設備，即計算機及其有關外設，其大多使用高頻率電源開關技術，設備本身電源具備高頻率開關電源的特點。換言之，便是輸入側并不包含工頻變壓設備，供應的直流電不會受到短路的干擾。故而，需使用直流供電。第二，設備當中的電源模塊均應用直流供電，工作人員對整流橋版局部橋進行導通處理。故而可使用部分電壓值所提供的直流供電為設備供應電能。第三，IT設備電源模塊。該模塊屬于功率恒定的模塊，可有效提升輸入電壓值，并借此減少整流二極管承載的流量，進而提升處于直流狀態(tài)下設備的穩(wěn)定程度。故而，只需為設備出送與電壓相適應的直流電能，便能通過直流電源同原有交流電入口相連，從而實現(xiàn)對用戶所用設備的直接供電，無需原設備進行改動。由此可見，240V直流供電系統(tǒng)可無需更改用戶設備交流供電電壓級別的基礎上，為現(xiàn)有通訊網絡中的設備提供220V直流電能。

2.2 適用場合

240V直流供電系統(tǒng)系統(tǒng)維修與養(yǎng)護工作較為簡單，系統(tǒng)具有較高的功率密度，且發(fā)展逐漸趨于智能化。故而，針對企業(yè)蓄電池蓄電時間相對較長、或是設備所承載的負荷較大的情況下，建議企業(yè)應先考慮應用240V直流供電系統(tǒng)對數(shù)據(jù)中心進行供電。240V直流供電系統(tǒng)較為適用于如下區(qū)域當中，如呼叫中心、證券機構數(shù)據(jù)中心等場合當中，上述場合規(guī)劃相對完成，且機房內留有大量的安裝空間，電源設備符合標準，且安裝流程符合施工工藝。上述情況下，240V直流供電系統(tǒng)較為適用。

2.3 240V直流供電系統(tǒng)

單母線供電方式與雙母線供電方式是數(shù)據(jù)中心機房內相對易見的兩種供電方式。其中，單母線供電方式利用240V直流供電系統(tǒng)代替原有UPS并機系統(tǒng)。具體方案如下：利用直流輸出屏替換傳統(tǒng)的交流輸出屏，同時利用直流列頭柜替換原有交流輸出屏，蓄電池組同系統(tǒng)的輸送端口保持并聯(lián)狀態(tài)。

同理，于雙母線供電方式內，通過240V直流供電系統(tǒng)替換原有UPS并機系統(tǒng)，具體方案如下：利用直流輸出屏替換原有交流輸出屏，同時利用直流列頭柜替換原有交流輸送屏幕。如此便可對雙母線供電模式形成有效的完善。但同時建議應用這一供電模式解決數(shù)據(jù)中供電系統(tǒng)不適合的問題，從而建立可行的方案，達到優(yōu)化數(shù)據(jù)中心合理利用的目的，使得動力設備的應用更為合理。

3 模塊化UPS在數(shù)據(jù)中心中的應用

3.1 數(shù)據(jù)中心的電源需求

數(shù)據(jù)中心主要托管用戶各個類型網絡服務器以及磁盤陣列等信息數(shù)據(jù)有關設備，上述設備均需使用220V交流電源，且需要保證運行過程中不會出現(xiàn)斷電問題。故而數(shù)據(jù)中心需要全年24小時運行，這對電力穩(wěn)定運行有極高的要求，一旦發(fā)生電力問題，便會對數(shù)據(jù)中心所服務的客戶以及提供者造成嚴重的經濟損失。目前，大部分數(shù)據(jù)中心有關設備的功率損耗位于3kW至5kW之間。然而隨著微電子技術水平的不斷提升以及系統(tǒng)集成化能力的提高。數(shù)據(jù)中心設備功率損耗也將有所提升。故而，數(shù)據(jù)中心所用設備對制冷以及電力有較高的要求，數(shù)據(jù)中心對節(jié)能的需求也不斷增加。

3.2 模塊化UPS的應用

模塊化UPS所具有的可靠性符合了數(shù)據(jù)中心對電源質量的實際需求，無論是電路，還是系統(tǒng)架構全部應用模塊化設計。伴隨著冗余模塊數(shù)量的增添，系統(tǒng)冗余程度也隨之增加，容錯能力也相應提高，能夠按照數(shù)據(jù)中心實際情況選定需要使用的冗余模塊數(shù)量。

模塊化UPS應運用高頻化結構，基于該結構建立而成的系統(tǒng)噪音相對較低，能夠有效提高數(shù)據(jù)中心環(huán)境的整體質量。模塊化UPS均需使用有源功率因數(shù)實施矯正。當負載達到100%，輸入功率因數(shù)可達到0.99，輸入電流的諧波THDI不高于5%，如此一來，模塊化UPS同油機形成兼容，使得油機容量同模塊化UPS容量之間的比值相應減少。

模塊化UPS運用標準機柜，設計更為緊湊，可科學合理地縮減占地面積，使得數(shù)據(jù)中心的空間的利用率達到最佳。數(shù)據(jù)中心的模塊化UPS應用了熱插拔技術，便于維修人員對設備進行維修與養(yǎng)護，在數(shù)據(jù)中心的應用效果良好。

4 結束語

數(shù)據(jù)中心對供電系統(tǒng)有特殊的要求，目前較為常用的供電系統(tǒng)便是240V直流供電系統(tǒng)以及模塊化UPS。企業(yè)應根據(jù)數(shù)據(jù)中心的實際需求，選用合適的供電系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心進行供電，以保證數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]胡燕，婁潔良.240V直流系統(tǒng)和模塊化UPS在數(shù)據(jù)中心的應用對比分析[J].電信科學，2014（03）：134-139.

[2]張鈺，胡靖敏.240V直流系統(tǒng)和模塊化UPS在數(shù)據(jù)中心的應用對比分析[J].電子世界，2015（19）：129-130.

[3]陳鳳，張花，陳月琴等.數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的新技術應用研究[J].電源學報，2013（02）：93-100.

[4]趙廣超，潘立福，吳向陽等.240V直流供電系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應用研究[J].通信電源技術，2013（04）：19-21.

[5]朱莉，李新華，劉鄭海等.數(shù)據(jù)中心交直流混合供電系統(tǒng)效率淺析[J].郵電設計技術，2015（07）：87-92.