錢小超

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1 數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)供電模式

數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)配電多采用高壓配電+低壓配電+不間斷電源+末端配電的方案，低壓配電與不間斷電源分開(kāi)建設(shè)。

（1）低壓配電集中布置，不間斷電源系統(tǒng)集中或分散布置。低壓配電室集中設(shè)置在某1樓層，在樓層電力電池室內(nèi)通過(guò)設(shè)置樓層配電進(jìn)行低壓2次分配， 并建設(shè)不間斷電源（Power Usage Effectiveness，PUE）系統(tǒng)，電力電池室采用集中布置或分散至樓層的方式。適用于機(jī)房規(guī)模較小，樓層機(jī)架功耗較低的數(shù)據(jù)中心機(jī)房。

（2）低壓配電與不間斷電源系統(tǒng)均分散布置，靠近負(fù)荷中心。在每個(gè)樓層均設(shè)置電力電池室，該樓層供電的低壓配電系統(tǒng)與不間斷電源系統(tǒng)均設(shè)置在電力電池室內(nèi)。適用于機(jī)房規(guī)模較大、樓層機(jī)架功耗較高的數(shù)據(jù)中心機(jī)房。

現(xiàn)階段以低壓配電上樓層，靠近負(fù)荷中心為主流，較原有低壓配電集中布置，在樓層設(shè)置2次低壓系統(tǒng)分配而言，減少了中間配電環(huán)節(jié)。

2 預(yù)制化電力模塊供電技術(shù)

預(yù)制電力模塊包含變壓器、低壓配電柜、靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償（Static Var Generator，SVG）、UPS、饋線柜、預(yù)制銅排和可視化監(jiān)控系統(tǒng)等。系統(tǒng)部件在工廠預(yù)制提前進(jìn)行測(cè)試，各部件通過(guò)母排連接安裝。預(yù)制化電力模塊技術(shù)即傳統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)+交流不間斷電源系統(tǒng)的高度融合[1-3]。

預(yù)制化電力模塊示意如圖1所示。

圖1 預(yù)制化電力模塊示意

3 數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)建設(shè)方案對(duì)比

以某數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)層為例，標(biāo)準(zhǔn)層規(guī)劃8 kW機(jī)柜632架，總功耗5 056 kW，遵照A級(jí)機(jī)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 采用傳統(tǒng)低壓配電+UPS 配電方案

3.1.1 UPS系統(tǒng)建設(shè)方案

按照A級(jí)機(jī)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及客戶要求，IT設(shè)備用UPS系統(tǒng)采用2N 供電架構(gòu)，單機(jī)的后備時(shí)間可按照15 min配置，根據(jù)設(shè)備功耗，計(jì)算需求UPS容量及配置數(shù)量見(jiàn)表1?？照{(diào)末端設(shè)備采用市電+UPS供電模式，末端切換。UPS 單機(jī)后備時(shí)間按照15 min配置，計(jì)算需求 UPS 容量及配置數(shù)量見(jiàn)表2。

表1 IT設(shè)備用UPS容量及配置

表2 空調(diào)末端用UPS容量及配置

3.1.2 低壓配電建設(shè)方案

樓層總用電量測(cè)算如表3所示。

表3 樓層總用電量測(cè)算

根據(jù)以上用電量測(cè)算，該樓層需新增3套2 500 kVA 2N 低壓配電系統(tǒng)。

3.1.3 設(shè)備清單

采用傳統(tǒng)低壓配電+UPS 配電方案的設(shè)備清單如表4所示。

表4 傳統(tǒng)方案設(shè)備清單表

3.2 采用預(yù)制化電力模塊解決方案

采用預(yù)制化電力模塊方案，其中的UPS系統(tǒng)及低壓配電系統(tǒng)容量測(cè)算均與采用傳統(tǒng)低壓配電+UPS配電方案相同，各設(shè)備之間采用內(nèi)部銅排連接，設(shè)備高度集成，供電系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 預(yù)制化電力模塊系統(tǒng)

采用預(yù)制化電力模塊解決方案的設(shè)備清單如表5所示。

表5 預(yù)制化電力模塊方案設(shè)備清單表

3.3 方案對(duì)比

（1）安全、可靠性：較傳統(tǒng)方案，設(shè)備之間采用預(yù)制化銅排代替電纜連接，且集成智能化監(jiān)控系統(tǒng)，全程實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，安全可靠性更高。

（2）維護(hù)性：較傳統(tǒng)方案，設(shè)備高度集成，集中布置，集中監(jiān)控，維護(hù)面小， 便利性更高。

（3）成本：與傳統(tǒng)方案對(duì)比，共減少低壓配電柜數(shù)量，且減少低壓配電柜至 UPS 主機(jī)間 量連接電纜。以該項(xiàng)目設(shè)備實(shí)際采購(gòu)價(jià)格與傳統(tǒng)方案設(shè)備集采價(jià)格對(duì)比，節(jié)能投資約 17%。

（4）節(jié)省電力室占地面積：?jiǎn)翁紫到y(tǒng)，由21臺(tái)設(shè)備減少至14臺(tái)，減少設(shè)備7臺(tái)。以標(biāo)準(zhǔn)層為例，可減少配電設(shè)備占地面積約210 m2，以3 m2/機(jī)柜預(yù)估，可增加機(jī)柜約70架。

（5）建設(shè)周期：較傳統(tǒng)建設(shè)模式，廠家預(yù)制化，現(xiàn)場(chǎng)拼裝，省去大量電纜布放及端接，大大縮短建設(shè)周期，安裝調(diào)試周期可由原來(lái)的2個(gè)月縮短至3周左右。

（6）效率提升：與傳統(tǒng)方案對(duì)比，供電系統(tǒng)鏈路效率提升約0.3% ，主要為線路損耗減少，若預(yù)制化電力模塊 UPS 采用智能在線工作模式，效率可提升約3%。

4 結(jié) 論

預(yù)制化電力模塊技術(shù)從安全可靠性、維護(hù)便利性、成本、效率、建設(shè)周期以及節(jié)省占地面積上較傳統(tǒng)方案均有一定的優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)數(shù)據(jù)中心供配電領(lǐng)域必將成為新的發(fā)展趨勢(shì)。