亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        數(shù)據(jù)中心高壓直流系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)

        2023-10-29 07:26:54唐燕孫國同
        廣東通信技術(shù) 2023年9期
        關(guān)鍵詞:蓄電池數(shù)據(jù)中心直流

        [唐燕 孫國同]

        1 前言

        數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎,在推動共同富裕方面發(fā)揮著重要作用。根據(jù)中國信息通信研究院2023 年4 月發(fā)布的《中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究報(bào)告(2023年)》,2022 年我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模首次突破50 萬億元,達(dá)到50.2 萬億元,同比名義增長10.3%,已連續(xù)11 年顯著高于同期GDP 名義增速,數(shù)字經(jīng)濟(jì)占GDP 比重相當(dāng)于第二產(chǎn)業(yè)占國民經(jīng)濟(jì)的比重,達(dá)到41.5%,數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為社會經(jīng)濟(jì)增長的重要動能[1]。而支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支點(diǎn)便是數(shù)據(jù)中心,數(shù)據(jù)中心已然成為影響經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

        數(shù)據(jù)中心既是“新基建”的重要組成部分,也是“新基建”發(fā)展的核心IT 基礎(chǔ)設(shè)施。

        隨著國家層面“東數(shù)西算”工程的全面啟動,先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運(yùn)營方法以及綠色節(jié)能創(chuàng)新技術(shù)將助力數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)數(shù)字化升級轉(zhuǎn)型。

        本文對高壓直流系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用與設(shè)計(jì)進(jìn)行探討,希望對數(shù)據(jù)中心的建設(shè)有所幫助。

        2 數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)選擇

        傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器供電大都采用交流UPS 系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)不間斷工作。交流UPS 系統(tǒng)一般由整流器、逆變器、蓄電池和靜態(tài)開關(guān)等組成。市電正常時(shí),交流輸入的一次電源經(jīng)整流器變換為直流電給逆變器,同時(shí)給蓄電池充電,逆變器再將直流電逆變成50 Hz交流二次電源供給服務(wù)器。市電停電時(shí),由蓄電池放出直流電,經(jīng)過逆變器變換成交流電供給服務(wù)器。UPS 工作原理如圖1 所示[4]。

        圖1 交流UPS 工作原理圖

        為提高電源系統(tǒng)供電的可靠性,UPS 系統(tǒng)通常采用3 種供電模式:直接并機(jī)方案、模塊并機(jī)方案、雙母線(2N/3N)方案。這幾種模式大都采用兩臺甚至多臺設(shè)備直接并聯(lián)向服務(wù)器進(jìn)行供電,這些模式不可避免地存在一些必須要解決的問題,比如UPS 設(shè)備系統(tǒng)環(huán)流問題、電路復(fù)雜問題、能耗問題、占地面積大、蓄電池組機(jī)房承重問題等等。

        一般UPS 系統(tǒng)的效率跟服務(wù)器負(fù)載有著直接的關(guān)系,負(fù)載率高則系統(tǒng)效率高,負(fù)載率低則系統(tǒng)效率低。通常情況下,UPS 系統(tǒng)不會滿載運(yùn)行,單機(jī)UPS 電源系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)載一般不超過UPS 額定容量的90%,2N雙總線UPS 電源系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)每套UPS 的負(fù)載率不應(yīng)超過額定容量的45%。假定某實(shí)際運(yùn)行的UPS 系統(tǒng),平均效率為90%,那么每輸入100 kWh 的電量,就會損失10%;同時(shí)UPS 主機(jī)還有散熱需求,需要配置相應(yīng)的制冷空調(diào)來保障其正常運(yùn)行。因此在低負(fù)載狀態(tài)下,選擇UPS系統(tǒng)來進(jìn)行供電時(shí)很不節(jié)能的。

        目前數(shù)據(jù)中心上架的服務(wù)器大都采用雙電源工作,即配置兩個電源模塊,各個電源模塊之間為主備用關(guān)系,正常工作時(shí)兩個模塊共同承擔(dān)負(fù)載,當(dāng)起一個模塊出現(xiàn)故障或需要檢修時(shí),則由另外一個模塊承擔(dān)起全部負(fù)荷。服務(wù)器電源模塊工作原理如圖2 所示。

        圖2 服務(wù)器電源模塊工作原理

        從電源模塊工作原理圖可以看出,服務(wù)器電源模塊的核心是DC/DC 部分,也就是說只要提供給DC/DC 一個合適的直流電源即可保障電源模塊正常工作,而不一定非要輸入交流電源。

        從電子電路原理來分析,服務(wù)器電源的整流電路大都采用全橋二極管整流電路,詳見圖3 所示。

        圖3 全橋二級管整流電路圖

        它的作用是為后級提供波動的直流電源。整流電路對于直流電可以直接輸入,只要直流電壓達(dá)到220 V 以上就可使用[6]。

        因此,從服務(wù)器電源的工作原理來分析,高壓直流是完全可以取代UPS 交流系統(tǒng)的。

        3 高壓直流技術(shù)特點(diǎn)

        高壓直流并非按我國電力高低壓區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)劃分的,而是相對于通信行業(yè)現(xiàn)有的-48 V 直流技術(shù)稱呼的。高壓直流技術(shù)跟傳統(tǒng)的UPS 交流技術(shù)相比,有以下幾個特點(diǎn):

        (1)模塊化設(shè)計(jì)

        高壓直流系統(tǒng)由于采用模塊化設(shè)計(jì)模式,供電方式更為靈活,可以采用并機(jī)集中供電方式,也有可采用分布式供電方式。另外整流模塊可以隨著IT 設(shè)備的上架量逐步按需配置,實(shí)現(xiàn)分期建設(shè)。同時(shí)直流系統(tǒng)并機(jī)沒有頻率和相位相同的需求,并機(jī)簡單可靠。

        采用模塊化設(shè)計(jì)的另外一個好處便是后期運(yùn)維:運(yùn)維人員可以不再依賴設(shè)備廠家的支持,在模塊出現(xiàn)故障時(shí),只需熱插拔即可更換故障模塊。

        而傳統(tǒng)的UPS 一般分為塔式結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu),其中塔式結(jié)構(gòu)的UPS 容量固定,只能采取并機(jī)模式進(jìn)行容量擴(kuò)容;當(dāng)設(shè)備故障時(shí),需要整機(jī)退出系統(tǒng)進(jìn)行維修[8]。

        (2)系統(tǒng)效率高

        高壓直流系統(tǒng)內(nèi)部模塊采用N+1 配置,可以讓整流模塊工作在50~80%的負(fù)載率區(qū)間,系統(tǒng)效率最高;同時(shí)如果負(fù)載率偏低,還可以啟動整流模塊效能管理功能,提高模塊的負(fù)載率,從而提高整體系統(tǒng)的效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)對比,在帶載相同的負(fù)載情況下,高壓直流系統(tǒng)比傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)至少節(jié)能15%[7]。

        傳統(tǒng)的UPS 方案在機(jī)房建成初期由于設(shè)備上架率較低,造成電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率很低,而高壓直流系統(tǒng)的整流模塊還具備節(jié)能休眠功能,可以根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況開啟合適的整流模塊數(shù)量,從而保證在全負(fù)載范圍和機(jī)房全生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效率運(yùn)行。

        (3)系統(tǒng)可靠性高

        如圖4 所示,從結(jié)構(gòu)上看,高壓直流系統(tǒng)跟傳統(tǒng)的-48 V 電源系統(tǒng)相比,差異很小,只是電壓更高些,系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)清晰、簡單。在運(yùn)行過程中,如果整流電路環(huán)節(jié)出了問題,還有電池直掛母線可以繼續(xù)保障系統(tǒng)供電。而UPS系統(tǒng)方案,由于涉及靜態(tài)旁路、整流電路、逆變環(huán)節(jié),以及輸出靜態(tài)開關(guān),甚至輸出隔離變壓器等,系統(tǒng)復(fù)雜,故障節(jié)點(diǎn)多,因此出故障的概率相對較高。

        圖4 高壓直流系統(tǒng)與UPS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對比

        圖5 高壓直流組合式供電系統(tǒng)

        圖6 高壓直流分立式供電系統(tǒng)

        從安全上看,高壓直流系統(tǒng)自身除了具有成熟的電池管理功能之外,還有智能休眠功能。由于電池直掛母線上,服務(wù)器負(fù)載產(chǎn)生的瞬時(shí)負(fù)載沖擊電壓和電流可以通過電池充放電來進(jìn)行緩沖;休眠退出過程中由電池進(jìn)行放電,然后設(shè)備退出休眠后再正常帶載,因此不會造成系統(tǒng)拉垮。而傳統(tǒng)的UPS 方案中,高頻模塊化UPS 要啟動模塊休眠模式,由于電池掛接在逆變器前面,則有可能無法及時(shí)退出休眠導(dǎo)致整個系統(tǒng)宕機(jī)掉電。另外高壓直流系統(tǒng)休眠控制策略還具有同步老化及定時(shí)喚醒功能,從而可以保證整個系統(tǒng)中的各個模塊同步老化,提高系統(tǒng)的可靠性。

        (4)系統(tǒng)安全性高

        我們知道,傳統(tǒng)的UPS 系統(tǒng)大都采用中線接地方式,-48 V 電源系統(tǒng)采用正極接地方式,而高壓直流系統(tǒng)則采用的是正負(fù)極輸出對地懸浮方式。由于高壓直流系統(tǒng)正負(fù)極到大地的電壓都是在135 V 左右,我們?nèi)梭w的正常電阻約在6 300 Ω,誤碰到其中一級的135 V 直流產(chǎn)生的電流約在0.02 A,不足以對人體造成較大傷害。

        另外如果正負(fù)母排的任何一級接地,雖然不會造成系統(tǒng)掉電,此時(shí)若誤碰到另外一級,則270 V 直流可能會讓人有觸電感覺。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,為了避免該意外發(fā)生,我們要求高壓直流系統(tǒng)配置絕緣檢測儀,提早預(yù)防和定位故障點(diǎn),并在240 V 直流系統(tǒng)和蓄電池組周圍都放置絕緣墊,以確保操作人員的人身安全。

        而反觀傳統(tǒng)的UPS 系統(tǒng),由于人體心臟的心跳頻率和交流電50 Hz 的工頻較為接近,交流觸電時(shí)更容易引起心室整顫,導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。如表1 所示。

        表1 男性人體對電流耐受能力[5]

        (5)系統(tǒng)性價(jià)比高

        根據(jù)同樣容量的系統(tǒng)造價(jià)對比,高壓直流系統(tǒng)由于采用整流模塊N+1 模式,造價(jià)約為UPS 系統(tǒng)的60%左右。

        綜上所述,在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中,高壓直流系統(tǒng)跟傳統(tǒng)UPS 系統(tǒng)相比,無論在安全性、可靠性、效率、性價(jià)比等諸多方面有著較好的優(yōu)勢。

        4 高壓直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        跟傳統(tǒng)通信行業(yè)的48 V 直流系統(tǒng)類似,高壓直流系統(tǒng)也分為組合式系統(tǒng)和分立式系統(tǒng)。其中組合式系統(tǒng)的交流配電單元、整流模塊單元、直流配電單元以及監(jiān)控單元等同機(jī)架設(shè)置,蓄電池組單獨(dú)安裝;分立式系統(tǒng)的交流配電單元、整流模塊單元、直流配電單元分別設(shè)置在不同的機(jī)架內(nèi),蓄電池組另外單獨(dú)安裝[3]。

        系統(tǒng)容量大于400 A,宜采用擴(kuò)充性能較好的分立式電源系統(tǒng);系統(tǒng)容量小于400 A 時(shí),可考慮采用緊湊型的組合式電源系統(tǒng)。

        高壓直流系統(tǒng)輸出容量應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的總負(fù)載和蓄電池組均充容量進(jìn)行計(jì)算選擇。其中整流模塊容量按近期負(fù)荷進(jìn)行配置,遠(yuǎn)期負(fù)荷不大時(shí),可按遠(yuǎn)期容量配置;直流屏按照系統(tǒng)最大輸出能力進(jìn)行配置;蓄電池組容量按近期負(fù)荷配置,同時(shí)依據(jù)電池壽命情況,適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。

        在具體設(shè)計(jì)過程中可參考以下要求進(jìn)行配置:

        (1)整流模塊配置

        高壓直流系統(tǒng)整流模塊的配置按N+1 冗余模式考慮,其中N≤10 時(shí),N 為主用,1 個為備用;N>10 時(shí),每10個備用1 個。主用整流模塊的容量按近期負(fù)荷電流和電池均充充電電流之和確定。

        (2)蓄電池配置

        高壓直流系統(tǒng)的蓄電池一般設(shè)置2 組,最多不宜超過4 組。

        蓄電池組應(yīng)根據(jù)供電保證所需的后備時(shí)間進(jìn)行配置,蓄電池組的容量應(yīng)滿足系統(tǒng)滿載時(shí)的放電時(shí)長需要,一般情況下按單機(jī)備電15 分鐘考慮;電池選型宜選用高倍率放電的鉛酸蓄電池組。

        (3)配電設(shè)備配置

        在雙電源系統(tǒng)供電要求的場合,高壓直流系統(tǒng)容量宜相互備份,全程采用雙路由、雙級保護(hù)的供電方式。

        高壓直流系統(tǒng)直流屏的至數(shù)據(jù)中心機(jī)架PDU 之間的配電環(huán)節(jié)不宜超過3 級,直流屏主要輸出分路設(shè)置絕緣檢測裝置。

        直流配電過程應(yīng)采用熔斷器或直流斷路器作為雙極過流保護(hù)器件,熔斷器和直流斷路器的額定電流一般按1.5~2.5 倍的最大負(fù)荷電流配置。

        5 結(jié)束語

        2017 年,我國頒布了《通信高壓直流電源設(shè)備工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB51215-2017,該規(guī)范明確了240 V 作為高壓直流系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓之一。[2],該標(biāo)準(zhǔn)的制定有助于推動高壓直流技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的廣泛應(yīng)用。

        目前無論在理論上還是實(shí)踐上,均已證明數(shù)據(jù)中心服務(wù)器設(shè)備采用高壓直流技術(shù),相比傳統(tǒng)的交流UPS 供電技術(shù),既節(jié)能又安全。

        猜你喜歡
        蓄電池數(shù)據(jù)中心直流
        酒泉云計(jì)算大數(shù)據(jù)中心
        基于直流載波通信的LAMOST控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        一款高效的30V直流開關(guān)電源設(shè)計(jì)
        民航綠色云數(shù)據(jù)中心PUE控制
        電子測試(2018年11期)2018-06-26 05:56:24
        聊聊蓄電池的那點(diǎn)事兒(1) 汽車蓄電池的前世
        蓄電池去哪兒了
        蓄電池去哪兒了?VOL12.雷克薩斯RX450h
        蓄電池去哪兒了?
        非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器直流注入抑制方法
        基于云計(jì)算的交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
        女人夜夜春高潮爽a∨片传媒| 一区在线视频免费播放| 国产精品亚洲色婷婷99久久精品| 人妻丝袜无码国产一区| 无码精品色午夜| 蜜桃视频网站在线免费观看| 最新中文字幕人妻少妇| 国产精品亚洲欧美大片在线看| 亚洲va在线va天堂va手机| 毛片av在线尤物一区二区| 丰满的少妇av一区二区三区| 夜夜添夜夜添夜夜摸夜夜摸| 麻豆国产高清精品国在线| 加勒比亚洲视频在线播放| 亚洲精品第一页在线观看| 欧美黑人群一交| 999精品全免费观看视频| 日韩美女人妻一区二区三区| 亚洲第一女人av| www国产无套内射com| 欧美性xxx久久| 91国产自拍精品视频| 欧美人与禽2o2o性论交| 在线看亚洲十八禁网站| 99精品国产av一区二区| 日本人妻免费在线播放| 欧美精品人人做人人爱视频| 久久亚洲AV成人一二三区| 日本老熟女一区二区三区| 美女扒开屁股让男人桶| 成人性生交大片免费看r| 蜜桃在线观看免费高清完整版| 蜜桃一区二区三区视频| 野狼第一精品社区| 呦泬泬精品导航| 日韩av一区二区不卡在线| 久久国产免费观看精品3| 成人免费xxxxx在线视频| 亚洲精品乱码久久麻豆| 狠狠色丁香婷婷综合潮喷 | 色爱区综合激情五月综合小说 |