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数据机房高压直流供电技术应用动态及展望
http://www.cww.net.cn 2012年4月28日 10:20
随着技术和应用的不断发展,在前期研究的基础上,NTT于2008年构建了两套380 V直流系统进行IDC高压直流应用的实验验证。 图2 NTT实验系统示意 实验系统为2套100 kW系统,包括13 kW和9 kW两种功率模块,实验系统电池采用180节串联,浮充电压为401.4 V。实验用服务器没有详细的说明。 日本的电源系统架构有一点特殊之处,电池没有直接连接于电源母线,而是通过一个电压补偿器与母线连接。这种架构的好处是可以使电源母线电压尽量保持稳定,方便后端负载的电源设计。不足之处是电池组需要独立的充电器和补偿器。此外,二极管串接于电池供电回路,增加损耗。在这种供电架构下,电源输出标称电压和电池组节数没有对应关系,这点值得注意。 NTT公布了相关的效率和动态响应等实验结果。通过相关实验,NTT建议服务器额定输入电压取380 V直流,理由是最接近目前交流服务器输入电源的PFC直流母线电压,这样,服务器电源的更改最容易实现。此外,380 V直流输入在效率、节约线材、系统安全等方面综合考虑是最优的方案。 (3)法国电信的研究 法国电信是较早研究服务器高压直流供电的运营商之一。法国电信从2008年开始针对服务器机房高压直流供电问题着手进行实验研究。法国电信实验系统示意如图3所示。实验系统的拓扑结构与48 V通信电源方式类似。采用电源设备直接为服务器供电,电池组通过保护器件直接挂接在母线的备电方式。实验采用标称电压336 V,兼容168只铅酸电池的工作方式。高压直流经机架上的DC/DC模块降压后为服务器供电。
图3 法国电信实验系统示意 (3) KT的应用 韩国电信近几年在服务器高压直流供电的研究也比较活跃。 韩国电信研究的一个出发点是目前网上存在大量的交流服务器,高压直流供电系统设计要考虑兼容目前的交流服务器,在此基础上提出了标称电压300 V的直流系统,电池组采用150节铅酸电池串接,并进行了实验研究。实验结果表明采用300 V直流供电系统,比采用UPS供电方式系统效率提高14%~15%,可靠性也有大幅度的提高。KT实验系统示意如图4所示。
图4 KT实验系统示意 考虑目前的服务电源输入电压上限一般为264 V AC,针对部分交流器采用300 V的输入电池组的均充电压将达到360 V,这可能会引起服务器电源输入过压保护。针对这个问题,相关的研究报告没有做进一步说明。 (4)国内运营商的研究 近几年来,随着国内数据机房数量和规模的不断增大,国内运营商在高压直流技术的研究和应用上步伐日益加快。 根据后端服务器类型的不同,国内高压直流技术的应用有两个方向,一是针对目前的交流服务器,直接采用直流供电。采用的技术标准为标称电压240 V,电池组为铅酸电池120节串联。服务器采用交流服务器不做改动。由于大部分交流服务器为不控整流和PFC整流方案,采用240 V标称电压,输出电压变化范围在210~290V之间,在此范围内,交流服务器电源可以正常工作。由于服务器部分不用做大的更改,因此采用240V标称电压的系统目前已经进入了应用阶段。240V系统应用示意如图5所示。 来源:通信世界网-电信科学 作 者:中国联通广东省东莞分公司通信电源产品部 孙建峰编 辑:魏慧 联系电话:010-67110006-904
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