240V直流系統(tǒng)與模塊化UPS電源的相比

來源：存能電氣  日期：2019-04-11 10:13  瀏覽量：次

　　240V直流系統(tǒng)與模塊化UPS電源的相比。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(yīng)用愈發(fā)廣泛，成為構(gòu)成數(shù)據(jù)中心必不可少的部分。

　　模塊化UPS對(duì)傳統(tǒng)UPS的取代已經(jīng)非常明顯，240V直流供電技術(shù)逐漸成熟，也提供了交流UPS的替代選擇。在未來綠色數(shù)據(jù)中心，240V直流與模塊化UPS儼然是發(fā)展方向。本文就240V直流與模塊化UPS在多方面作一對(duì)比，以期幫助了解如何將兩者應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心當(dāng)中。

　　240V直流系統(tǒng)

　　240V直流電源是由交流市電或三相電輸入，數(shù)千伏以上或數(shù)萬伏以上直流電壓輸出的電源，輸出功率數(shù)百瓦至數(shù)千瓦，一般可穩(wěn)壓或穩(wěn)流。其特點(diǎn)是體積小、重量輕、效率高、功率大、紋波小、儲(chǔ)能低和高穩(wěn)定度、高可靠性。為了滿足不同使用的要求，有些直流高壓電源制成穩(wěn)壓穩(wěn)流自動(dòng)轉(zhuǎn)換的形式。

　　240V直流系統(tǒng)工作原理：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(gè)冗余整流模塊以及蓄電池并聯(lián)構(gòu)成。通常情況下，整流模塊需要把市電電源轉(zhuǎn)化為240V直流電源，之后為服務(wù)器供應(yīng)電能，并未蓄電池實(shí)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(wù)器供電，以保證服務(wù)器的正常運(yùn)行。

　　模塊化UPS電源

　　模塊化UPS電源是由機(jī)架、UPS功率模塊、靜態(tài)開關(guān)模塊、顯示通信模塊以及電池組構(gòu)成。采用了抽屜式、高智能多制式模塊化設(shè)計(jì)，在線熱插拔技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在線更換、在線維護(hù)，降低了維護(hù)難度，實(shí)行零停機(jī)工作。采用N+X并聯(lián)冗余無線技術(shù)，各模塊機(jī)架可完全分離，便于用戶以后的擴(kuò)容或減容，使用非常方便。

　　240V直流系統(tǒng)與模塊化UPS電源的對(duì)比

　　1.可靠性對(duì)比

　　240V直流系統(tǒng)供電不需經(jīng)過DC/AC轉(zhuǎn)換，隔離了供電系統(tǒng)中不可預(yù)見、突發(fā)性的故障對(duì)負(fù)載的威脅。模塊化UPS電源因?yàn)椴捎昧瞬⒙?lián)冗余設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊均具備完整的UPS功能，即便任一模塊發(fā)生不可預(yù)見、突發(fā)性的故障，也不會(huì)對(duì)負(fù)載供電造成影響。

　　2.輸入諧波電流及功率因數(shù)對(duì)比

　　因240V直流系統(tǒng)的功率模塊技術(shù)是從電力操作電源延伸而來，模塊的功率范圍相對(duì)較小，從目前國內(nèi)主流生產(chǎn)高壓直流廠商的技術(shù)水平來看，輸出功率在5KW(240V/20A)以內(nèi)的單相整流模塊，均采用有源PFC校正技術(shù)。

　　而高頻UPS因?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)起點(diǎn)高，投入研發(fā)時(shí)間久，無論是功率范圍或技術(shù)的穩(wěn)定性，都優(yōu)于240V直流系統(tǒng)模塊的技術(shù)水準(zhǔn)，從目前模塊機(jī)生產(chǎn)商的技術(shù)水平看，無論UPS模塊的功率大小，都采用了IGBT整流技術(shù)，THDI小于5%，PF大于0.99已成為普遍的應(yīng)用指標(biāo)。

　　4.工作效率對(duì)比

　　目前模塊化UPS電源的工作效率基本在93%-96%左右，而240V直流系統(tǒng)的功率模塊工作效率基本在92%-95%之間，這是因?yàn)殡m然它減少了DC/AC逆變這個(gè)環(huán)節(jié)，但同樣存在PFC整流和DC/DC變換兩個(gè)環(huán)節(jié)，而DC/DC變換因?yàn)橛懈哳l變壓器的存在，其效率反而比高頻UPS的DC/AC變換(無變壓器)降低1%~3%。

　　5.技術(shù)復(fù)雜性

　　模塊化UPS電源雖然存在上述問題，但數(shù)字技術(shù)正以人們無法想象的速度在發(fā)展著，技術(shù)的更新，產(chǎn)品的升級(jí)，無時(shí)無刻不在重復(fù)的發(fā)生著，其穩(wěn)定性早已得到驗(yàn)證。

　　240V直流系統(tǒng)并聯(lián)沒有頻率同步問題，不存在環(huán)流問題，冗余并機(jī)更簡單。現(xiàn)階段240V直流供電系統(tǒng)的概率密度較小，占地面積偏大。

　　6.負(fù)載的適應(yīng)性

　　240V直流系統(tǒng)供電降低了對(duì)負(fù)載的供電質(zhì)量，并提高了負(fù)載適用范圍。模塊化UPS電源可以提供穩(wěn)壓精度為1%，電壓諧波小于3%的交流電，不存在負(fù)載適應(yīng)性問題。

　　7.分配電系統(tǒng)的安全性

　　240V直流系統(tǒng)采用懸浮供電模式，但負(fù)載輸入端和功率模塊輸出端因?yàn)楣材＝拥仉娙莸拇嬖?，?duì)地仍存在100V~150V的直流電壓，并隨著模塊和負(fù)載數(shù)量的增加而愈強(qiáng)。

　　而懸浮供電使負(fù)載對(duì)零地電壓的要求無法滿足，對(duì)人身的安全防護(hù)，完全依賴于對(duì)地絕緣監(jiān)測裝置，存在誤報(bào)或漏報(bào)的可能。因?yàn)橹绷飨到y(tǒng)不存在電壓過零點(diǎn)問題，而且蓄電池自身內(nèi)阻非常小，當(dāng)負(fù)載或人為操作不慎短路時(shí)，所產(chǎn)生的危害會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于交流供電方式。

　　240V直流系統(tǒng)與模塊化UPS電源的可靠性、可用性、節(jié)能效果比傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)有顯著提高，這不但是從功率轉(zhuǎn)換設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)架標(biāo)準(zhǔn)化，電池配置和結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方面評(píng)估。

　　作為企業(yè)，應(yīng)熟練掌握關(guān)于兩種供電系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)，根據(jù)實(shí)際情況選用合適的供電系統(tǒng)，以滿足用戶的需求。