一、数据中心电源系统方案
传统交流 UPS 系统由整流器、逆变器、蓄电池和静态开关等组成。在市电正常时,市电交流电源经整流器变换为直流电供给逆变器,同时给蓄电池充电,逆变器将直流电变换为 50Hz 交流电供给负载。在市电异常时,蓄电池放出电能,通过逆变器变换为交流电,供给负载。
高压直流系统(HVDC)主要由交流配电单元、整流模块、蓄电池、直流配电单元、电池管理单元、绝缘监测单元及监控模块组成。在市电正常时,整流模块将交流配电单元输出的 380 V 交流转换成 240 V 高压直流,高压直流经直流配电单元给通讯设备供电,同时也给蓄 电池充电。在市电异常时,由蓄电池给通讯设备供电,原理图如图 1。
图 1 高压直流系统原理
在早期数据中心的项目中,多采用交流 UPS 的供电方案。但是,逐渐地在设计和大量数据中心运营过程中,我们发现采用交流 UPS 供电存在较多的问题:
1、系统工作效率较低。采用 AC/DC 整流、DC/ AC 逆变的双变换,从 UPS 输入到通信设备的电力变换次数多,每次变换都有能量损耗,降低了系统供电效率。
2、系统稳定性不高。不同于 HVDC 电池直挂输出母线,因为 UPS 输出的是交流电,其蓄电池不能直接供电给负载,必须通过逆变模块变成交流电输出。所以如果逆变模块出现故障,即使此时蓄电池正常,也无法供电