數(shù)據(jù)中心的可靠性要求非常嚴(yán)格，然而問題也是層出不窮的。UPS系統(tǒng)本身也隨著客戶需要和技術(shù)進(jìn)步飛速發(fā)展，其“需求”和“功能”是共同的驅(qū)動(dòng)力量。“需求驅(qū)動(dòng)”是從IT負(fù)載的供電需求角度講的，永遠(yuǎn)會(huì)追求更高的可靠性，更低的建設(shè)成本、運(yùn)行成本和更好的可適應(yīng)性。
當(dāng)前USP已經(jīng)不單單是為了改善IT負(fù)載供電的可靠性而產(chǎn)生的供電設(shè)備，還為了持續(xù)不斷地追求可靠性，已經(jīng)完成了從產(chǎn)品到系統(tǒng)備份的演變，在目前的架構(gòu)下，進(jìn)一步追求可靠性顯得步履艱難。
此外，從產(chǎn)品到系統(tǒng)的演變在某種程度上是以高昂的建設(shè)成本和運(yùn)行成本為代價(jià)的，對于數(shù)據(jù)中心使用者來講，很難接受越來越高昂的成本。從建設(shè)的角度說，系統(tǒng)的冗余就以為這投資的倍增;從運(yùn)營商的角度來講，數(shù)據(jù)中心近年來最為火熱的話題就是“綠色和節(jié)能”，歸根到底就是數(shù)據(jù)中心使用者希望通過合理的方案降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行成本，主要指的是電費(fèi)開支。
由于業(yè)務(wù)發(fā)展的階段性必然導(dǎo)致分階段的建設(shè)，而當(dāng)前的UPS分期建設(shè)遠(yuǎn)不如IT設(shè)備的投資靈活，并且UPS的建設(shè)步幅遠(yuǎn)大于IT設(shè)備建設(shè)。這樣就必然會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)或者利用不充分的情況。如何能夠使UPS的建設(shè)和IT設(shè)備的擴(kuò)容更加匹配和適應(yīng)，在當(dāng)前的UPS產(chǎn)品和方案的條件下是一個(gè)巨大的瓶頸。
“功能驅(qū)動(dòng)”，從UPS本身來講，就是確保負(fù)載供電的連續(xù)性、對市電電網(wǎng)的凈化及設(shè)備本身的易管理。
由于需求驅(qū)動(dòng)和功能驅(qū)動(dòng)，各種技術(shù)風(fēng)起云涌。
高壓直流UPS
高壓直流(HVDC)UPS很有可能是UPS發(fā)展的下一個(gè)階段，不僅是因?yàn)楦邏褐绷鱑PS幾乎能夠合理傳承當(dāng)前所有UPS的熱點(diǎn)和技術(shù)前沿技術(shù)，也不僅是它能夠兼收傳統(tǒng)UPS和-48VDC通信電源之間所長而摒棄其短，更重要的是它能夠在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)UPS所有功能的基礎(chǔ)上更好地滿足負(fù)載供電的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性。但是目前高壓直流UPS還面臨一系列問題有待解決。
1、直流輸出電壓
對于目前標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器電源，其輸入電壓范圍是100~240±0.1VAC，可做以下簡要計(jì)算。
(1) 無PFC的服務(wù)器電源：
最高電壓為240+240×0.1=264VAC，峰值電壓為264×1.41=373V
最低電壓為100-100×0.1=90VAC，谷值電壓為90成義1.41=127V
(2) 如果是帶有源功率因素校政的電源，其直流輸出大致為400V。業(yè)界目前針對這個(gè)電壓的范圍，有240V、350V和380V多種方案。
①380V方案。28節(jié)12V電池配置：浮充電壓為2.25/2V單體，總電壓為378V;終止電壓為1.70/2V單體，總電壓為286V。
理由：當(dāng)前IT設(shè)備基本都帶PFC功能，整流之后大致為400VDC。對服務(wù)器電源的其他器件沒有修改壓力，可以考慮放電到最低電壓286VDC。
②350V方案。26節(jié)12V電池配置：浮充電壓為2.25/2V單體，總電壓為351V;終止電壓為1.70/2V單體，總電壓為265V。
理由：兼顧IT設(shè)備電源(有/無PFC)，對服務(wù)器電源的其他期間沒有修改壓力等。
③240V方案。20節(jié)12V電池配置：浮充電壓為2.25/2V單體，總電壓為270V;終止電壓為1.70/2V單體，總電壓為204V。
理由：滿足當(dāng)前300V內(nèi)相關(guān)安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，并且和傳統(tǒng)電力操作電源工作電壓范圍重合，配電系統(tǒng)相對成熟。
2、高壓電流斷路器
在電源系統(tǒng)中，斷路器(空氣開關(guān))、保險(xiǎn)(熔斷器)、接觸器(繼電器)被廣泛使用。這種披肩大度按照220/380VAC來設(shè)計(jì)，對于大容量的低壓塑殼斷路器，可以有限地用于直流環(huán)境。對于微型斷路器，工作電壓達(dá)到250VAC和60VDC比較困難。也有很多供應(yīng)商能提供125VDC/1P直流空開，2P串聯(lián)能達(dá)到250VDC，這是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)、直流電源、軌道交通和電力機(jī)車、艦船等需求約220VDC。但是，300-400VDC的直流微型斷路器，目前很難找到，只有采用3P和4P串聯(lián)得到。同時(shí)125VDC/1P微型斷路器的報(bào)價(jià)也比普通型斷路器高近1倍，并且在市面上不易采購。
3、安全問題
-48VDC系統(tǒng)輸出的高壓值低于電氣安全標(biāo)準(zhǔn)中要求的安全低電壓閥值60VDC對人體比較安全。300VDC屬于高壓直流，必將對人體安全造成威脅，處了有基本絕緣和工作絕緣外，還需要保護(hù)絕緣乃至加強(qiáng)絕緣。對產(chǎn)品的絕緣、防護(hù)以及操作將提出嚴(yán)格的要求。
4、模塊帶點(diǎn)熱插拔問題
模塊化冗余設(shè)計(jì)能大大提高系統(tǒng)能夠的可靠性。冗余的依據(jù)是新模塊能順利地加入和模塊出現(xiàn)故障時(shí)能順利及時(shí)退出系統(tǒng)。模塊的帶點(diǎn)熱插拔由于存在直流高壓，面臨與斷路器一樣的拉弧問題。
5、標(biāo)準(zhǔn)缺位
在歐盟通信標(biāo)準(zhǔn)“ETSIEN3001323V1.2.1”(2003-08)的環(huán)境工程：通信設(shè)備輸入端的電源接口;第3部分：“整流供電、交流供電、高達(dá)400V直流供電”中，對這類電源的范圍、定義、接口、電壓范圍、過壓過流保護(hù)、接地、安全要求、EMC等有較為全面的規(guī)定。但是，IEC、國標(biāo)等權(quán)威機(jī)構(gòu)尚未就高壓直流UPS作出業(yè)界普遍遵循的條文。
6、產(chǎn)業(yè)整合
其實(shí)，上述高壓直流UPS面臨的技術(shù)問題都有解決的方案，最大的問題還在于產(chǎn)業(yè)鏈的整合。由于高壓直流UPS的演進(jìn)不僅涉及UPS行業(yè)，而且也涉及低壓配電產(chǎn)業(yè)、服務(wù)器等產(chǎn)業(yè)，各方面的利益不盡一致，這也需要時(shí)間進(jìn)行整合。 |
