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HVDC高压直流供电系统与传统UPS不间断电源的技术对比
【时间:2013-5-18】 【字号:
 

HVDC高压直流供电系统与传统UPS不间断电源的技术对比

与传统通信机房供电系统UPS不间断电源比较,HVDC高压直流供电系统在投资、可靠性、运营成本等方面优势显著。

传统UPS不间断电源存在四大问题

UPS电源和-48Vdc系统存在缺陷。UPS备用能源在系统中的可靠性比电池本来具备的可靠性降低了很多,电池的可靠性Rb=0.99,而UPS备用能源供电可靠性仅为0.88

UPS电源系统整体利用率低。UPS电源冗余系统的每一路输入配电都有可能是主用,其中任何一台UPS电源都必须能够带起全部负荷,双机冗余UPS电源系统负荷率小于35%UPS电源输出三相不平衡,直接导致UPS电源降容使用,存在单机利用率低的缺点。

UPS电源输入配电除主路外,其它输入配电处于空载待用,使用效率很低,机房前期建设投入大、负荷规划浪费,而且后期系统扩容难度大。UPS电源带来供电系统谐波分量增加,导致变压器利用率下降、柴油发电机支撑能力削弱,影响到整个供电系统的安全性、利用率。

并联UPS电源之间不可能消除的环流问题,增加了UPS电源的无功损耗,降低了系统的可靠性。

UPS电源应急保障和可维护性差。UPS电源在线维修复杂、在线扩容困难、割接难度大,不同设备型号、不同系统间无法实现互为冗余,逆变、滤波电容等关键器件更换困难。若UPS电源逆变器发生故障,系统将转向旁路供电,但对于某些通信负载,低质量的市电可能对设备的安全运行带来严重故障隐患,而且后备蓄电池组被隔离开,起不到保护作用。

-48Vdc系统无法满足大功耗通信机房要求。近年来由于数据通信的发展非常迅速,机房耗电量越来越大,目前单机架功耗增加很快,某通信机房实测单机架功耗达9~12kW/架,有些单机架高达31kW左右。耗电量的增加需要更粗的电缆和更大的电流,这将进一步导致成本增加和散热量加大。

HVDC高压直流供电系统更可靠、更节能

HVDC高压直流供电系统供电相对于传统UPS供电,不但可靠性高、效率高、节能成效显著,而且特别适用于负载重的机房。该技术可推广性强,适合通信机房新建及改造。

传统UPS电源供电原理图如图1所示,HVDC高压直流供电系统原理图如图2所示。HVDC高压直流供电系统比传统的UPS电源少一个DC/AC逆变器及服务器机架内部的AC/DC整流器,这样大大提高了供电系统的效率,从而降低供电系统的发热损耗,发热损耗的降低也减少了空调的配置。HVDC高压直流供电系统供电方式的应用可以比采用UPS电源供电节约电能10%~20%

当前,节能减排已经深入人心,HVDC高压直流供电系统也在节能方面得到人们的认可。以向一个10kW的数据设备供电为例,我们进行了两种供电模式对比试验。由表1可以看出,每10kW的数据设备采用HVDC每年节约的电费约34018元(人民币,以下同)。

在成本减少方面,我们对建设传统1+1冗余120kVA UPS250kW高压直流电源(100kW)进行分析对比发现,建设同样的100kW电源系统,HVDC高压直流电源系统比传统型UPS电源成本占优:投资建设成本要低66%;占用机房面积减少24.22%;系统运营成本低16.22%,年可节省26.91万元。

 

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