分布式电源后备电源解决方案的应用与探讨

近年来,通信网络技术的发展对“宽带中国”战略的实施奠定了基础,国内电信运营商已全面启动全光网络建设,传统的PSTN交换设备逐步被NGN软交换和IMS替代,新设备的交换能力大幅提升,需要占据的空间减少,整改过后腾出的大量的通信机房数量多、分布全国各地,为运营商IDC的建设提供了场地优势。加之利用自身网络带宽优势,运营商依然会在IDC市场上占据主导地位。

目前大部分IDC机房主要采用传统UPS进行集中供电,数据中心需要独立的电力电池室,集中给机房内的设备供电,目前大部分数据中心机房都是采用这种传统的集中供电方式。

随着数据中心规模扩大,供电负荷不断上升,需要安装多套大容量的不间断电源系统,从而导致电力电池室的占地面积越来越大,机房的有效使用面积越来越小,同时重资产的投入以及廉价租金也为数据中心建设带来了很大阻碍。从而带来运营商如何减少初始投资、快速部署实现盈利和降低运营成本等问题的诸多挑战。

针对传统数据中心的建设、应用及维护过程中遇到的问题,爱维达公司对应设计出一款分布式机房电源。

1 分布式电源的供电方式应用

分布式机房电源是一种以磷酸铁锂为后备电源的分布式电源设备,该电源设备可以很方便直接安装在标准19英寸服务器机柜内,直接安装在服务器柜底部不超过4U空间位置,支持双路市电输入,后备时间1h左右。最大特点是分布式供电,无需为该供电系统建设独立的电力电池室,而且安装维护方便,很适合运营商的数据中心机房改造和中小型数据中心机房使用,如图1所示。

分布式电源针对每一个机柜单独提供后备电源,在市电正常情况下,分布式电源向服务器输出交流电;当市电不正常或中断时,分布式电源切换到电池供电状态,通过磷酸铁锂电池箱服务器输出220Vac电源,切换时间低于10ms,不会导致服务器闪断,从而保证设备的不间断供电。如图2所示。

2 分布式电源的性能特点

(1)采用DSP技术的高性能机器

采用先进的DSP芯片,高速实时检测控制整流模块和逆变模块的工作状况,同微型计算机监控系统一起共同实现全数字控制技术。在生产调测时将设备的各种元器件内置电气参数预置在ROM中,消除了可调器件因运输震动和老化产生漂移的隐患。

(2)操作简单,“一键开机”

操作显示面板内容简洁,按键功能标示明确,真正做到“傻瓜”式操作面板,同时逆变开机也可以直接通过“ON”键即可完成。

(3)智能化操作界面

采用智能操控界面,可智能监测风机、电容等易损元件运行情况,另外可选后备电池类型,降低PUE值,真正实现节能减排。

(4)能源调度

市电/UPS双路输出,支持智能分时控制输出分路,智能调度电力资源,使得关键设备延时最长。

(5)模块化设计,可在线热拔插

电源主机及电池均支持在线热拔插,安装便利,维护简单,可直接整机嵌入式安装。

(6)分布式供电

采用分布式供电，按需快速部署，减少初期投资的浪费。采用DPS后，电源系统可根据机房实际需求，按需建设、逐步扩容，实现边成长边投资的建设模式，满足不同客户的配置要求。同时，DPS的建设模式可以使每个系统的供电范围缩小，将事故风险分散，提高机房的可用性。

(7)具备ECO工作模式

经济运行模式,当输入市电在固定范围内,直接由输入市电向负载提供能量,逆变处于等待状态;当输入市电异常时,立即转为逆变供电。ECO运行模式可高效节能,效率不低于98%,降低用户使用成本。

3 分布式电源的优势

(1)可靠性高相对于传统

UPS供电系统,分布式电源可靠性更高,故障发生时能够降低故障范围;供电距离缩短,回路阻抗降低,电缆的线径将成倍缩小,采用机架式设计可以完美的和网络机柜匹配,模块化设计可快速安装及维护分布式布设,减少前期资金的投入,提高资金利用率,同时具有快速部署,灵活配置的特点;

(2)效率高不增加机房的

PUE值：ECO工作模式下效率高达98%以上，电池态下效率≥94%。分布式电源改造要求低，承重要求少，机房可灵活选址。

4 分布电源和传统不间断电源解决方案对比(见表)

5 应用展望

编辑：北京百士特能源科技有限公司（Harris）