鋰電池對企業(yè)是很重要的一環(huán)，比如中國移動正規(guī)劃建設(shè)多個集團級和更多數(shù)量的省級數(shù)據(jù)中心,這些數(shù)據(jù)中心將優(yōu)先采用云計算和虛擬化技術(shù),以及倉儲式、模塊化機房的建設(shè)模式,具有規(guī)模大,用電負荷密度高、總功率大、空間緊湊等特點。同時集團公司對規(guī)劃建設(shè)的數(shù)據(jù)中心提出了低成本、低能耗、擴展靈活的目標。因此對機房供電系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟性、可擴展性、運行維護成本、節(jié)能環(huán)保和占地空間等提出了更高的要求。

?本文通過對通信電源新產(chǎn)品、新技術(shù)應(yīng)用分析,提出了新型全分散供電結(jié)構(gòu)、336V高壓直流電源和鋰電池的應(yīng)用,來實現(xiàn)建設(shè)高可靠性、高維護性、高效節(jié)能和高靈活性的數(shù)據(jù)中心機房供電系統(tǒng)。

一、新型全分散供電結(jié)構(gòu)形式

新型全分散供電結(jié)構(gòu)是指將不間斷電源系統(tǒng)(含電池)分散安裝在用電設(shè)備的列頭或列間,就地為ICT設(shè)備供電。全分散供電系統(tǒng)主要由電池柜、電源機柜和配電柜組成,其組成示意圖如圖1所示:

?二、新型全分散供電結(jié)構(gòu)特點

1、可取消電力電池室的建設(shè),節(jié)約機房前期土建建設(shè)成本

由于將電源設(shè)備(含電池)分散到ICT設(shè)備機房內(nèi)部安裝,無需再單獨設(shè)置電力電池室,這樣可減少機房前期土建建設(shè)成本,更能提高機房的利用率;

?2、柔性規(guī)劃,按需擴容,實現(xiàn)邊成長邊投資的建設(shè)模式

選擇模塊化電源設(shè)備建設(shè),電源系統(tǒng)容量可以根據(jù)機房的實際容量需求配置,逐步擴容,無需在建設(shè)初期一次性按最大容量建設(shè),只要在機房初期規(guī)劃好配電容量即可;

?3、電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高

從電源系統(tǒng)組成方面來看,全分散供電電源系統(tǒng)組成相對傳統(tǒng)集中供電電源系統(tǒng)組成簡單,系統(tǒng)可靠性非常高。全分散供電系統(tǒng)完全貼近通信設(shè)備供電,省去了輸出配電屏到列頭柜間的供電環(huán)節(jié),通過系統(tǒng)可靠性計算,全分散供電系統(tǒng)可用度可達到99.999999%;

?4、電源系統(tǒng)效率高,節(jié)能效果明顯

選用高效電源設(shè)備,電源系統(tǒng)效率能夠達到95%以上,與傳統(tǒng)“1+1”UPS冗余系統(tǒng)相比,電源系統(tǒng)效率可提高5%～10%;

?5、電源系統(tǒng)配置靈活,可滿足不同等級通信設(shè)備的用電需求

由于電源設(shè)備安裝在每列設(shè)備的列頭或列間,可根據(jù)通信設(shè)備供電等級要求,采用單電源或雙電源系統(tǒng)供電。因此,當機房全部采用全分散供電結(jié)構(gòu)后,可以隨時應(yīng)對同ICT設(shè)備的供電需求, 提高了工作效率;

?6、電源設(shè)備安裝緊湊,提高了機房通信設(shè)備的裝機率

由于列頭電源設(shè)備均采用19″標準機柜安裝,設(shè)備安裝緊湊,占地面積小,拆裝方便,所以搬遷容易、快捷、無浪費或少浪費,隨時可滿足機房區(qū)域調(diào)整的需求。

三、新型全分散供電結(jié)構(gòu)對設(shè)備的選型要求

為了能夠在同一機房內(nèi)與ICT設(shè)備機柜同列安裝,與ICT設(shè)備機柜保持風格一致,電源設(shè)備選型配置要求如下:

?1、電源機柜、配電柜和電池柜尺寸要求為標準19″機柜;

?2、電源設(shè)備應(yīng)采用高可靠性的模塊化電源(如組合式高壓直流),電源系統(tǒng)容量可根據(jù)需要進行擴容;

?3、電池應(yīng)選用大電流放電特性好,占地面積小、重量輕,無酸霧,適合在標準19″機柜內(nèi)安裝的蓄電池(如鋰電池);

?4、電源系統(tǒng)應(yīng)有完善的監(jiān)控管理功能,并能夠接入機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)統(tǒng)一管理。隨著通信電源技術(shù)的發(fā)展,模塊化電源和新型鋰電池在通信行業(yè)的廣泛應(yīng)用,現(xiàn)有的新型電源產(chǎn)品(如高壓直流和鋰電池等設(shè)備)完全能夠滿足全分散供電方式電源設(shè)備的配置選型要求,為我們創(chuàng)造了采用全分散供電結(jié)構(gòu)的條件。

?四、336V高壓直流電源供電方案

根據(jù)服務(wù)器輸入電壓的不同,336V高壓直流電源在數(shù)據(jù)中心中供電方案主要有以下兩種:

?方案一:選用輸入電壓為12V直流服務(wù)器,通過在服務(wù)器機架中部配置336V/12V的嵌入式電源,集中為12V直流服務(wù)器供電。12V直流服務(wù)器應(yīng)用已非常成熟,目前阿里巴巴、谷歌、Facebook數(shù)據(jù)中心均選用的12V直流服務(wù)器。

?方案二:選用輸入電壓為400V直流服務(wù)器,直接采用336V高壓直流系統(tǒng)供電。

目前國際上400V高壓直流電源接口標準已于2012年2月份發(fā)布,HP、IBM等企業(yè)將陸續(xù)推出400V直流服務(wù)器。

?五、336V高壓直流電源產(chǎn)品成熟度

目前國內(nèi)主要通信電源廠家(如華為、艾默生、志成冠軍、中達、動力源、核達中遠通等)均研發(fā)生產(chǎn)出高效率(95%以上)的336V直流電源產(chǎn)品和高效率(94%以上)的336V/12V嵌入式電源或PSU,大部分廠家參與了中國移動336V高壓直流電源試點應(yīng)用工程,從系統(tǒng)各項測試結(jié)果來看,產(chǎn)品的各項指標參數(shù)完全適用通信和數(shù)據(jù)設(shè)備的供電需求。

隨著國內(nèi)外高壓直流相關(guān)標準的陸續(xù)發(fā)布和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,通信電源廠家將推出各種類型的336V直流電源及相關(guān)配套產(chǎn)品,相信336V高壓直流電源供電方案將成為數(shù)據(jù)中心高效供電解決方案。