240V直流系統與模塊化UPS電源的相比

來源：存能電氣  日期：2019-04-11 10:13  瀏覽量：次

　　240V直流系統與模塊化UPS電源的相比。如今，數據中心模塊化UPS與240V直流系統在數據中心的應用愈發廣泛，成為構成數據中心必不可少的部分。

　　模塊化UPS對傳統UPS的取代已經非常明顯，240V直流供電技術逐漸成熟，也提供了交流UPS的替代選擇。在未來綠色數據中心，240V直流與模塊化UPS儼然是發展方向。本文就240V直流與模塊化UPS在多方面作一對比，以期幫助了解如何將兩者應用于數據中心當中。

　　240V直流系統

　　240V直流電源是由交流市電或三相電輸入，數千伏以上或數萬伏以上直流電壓輸出的電源，輸出功率數百瓦至數千瓦，一般可穩壓或穩流。其特點是體積小、重量輕、效率高、功率大、紋波小、儲能低和高穩定度、高可靠性。為了滿足不同使用的要求，有些直流高壓電源制成穩壓穩流自動轉換的形式。

　　240V直流系統工作原理：240V直流系統同48V供電系統工作原理基本一致，該供電系統是通過將數個冗余整流模塊以及蓄電池并聯構成。通常情況下，整流模塊需要把市電電源轉化為240V直流電源，之后為服務器供應電能，并未蓄電池實施充電。一旦市電出現停電狀況，則開啟蓄電池，有蓄電池為服務器供電，以保證服務器的正常運行。

　　模塊化UPS電源

　　模塊化UPS電源是由機架、UPS功率模塊、靜態開關模塊、顯示通信模塊以及電池組構成。采用了抽屜式、高智能多制式模塊化設計，在線熱插拔技術，實現在線更換、在線維護，降低了維護難度，實行零停機工作。采用N+X并聯冗余無線技術，各模塊機架可完全分離，便于用戶以后的擴容或減容，使用非常方便。

　　240V直流系統與模塊化UPS電源的對比

　　1.可靠性對比

　　240V直流系統供電不需經過DC/AC轉換，隔離了供電系統中不可預見、突發性的故障對負載的威脅。模塊化UPS電源因為采用了并聯冗余設計，每個模塊均具備完整的UPS功能，即便任一模塊發生不可預見、突發性的故障，也不會對負載供電造成影響。

　　2.輸入諧波電流及功率因數對比

　　因240V直流系統的功率模塊技術是從電力操作電源延伸而來，模塊的功率范圍相對較小，從目前國內主流生產高壓直流廠商的技術水平來看，輸出功率在5KW(240V/20A)以內的單相整流模塊，均采用有源PFC校正技術。

　　而高頻UPS因為產品設計起點高，投入研發時間久，無論是功率范圍或技術的穩定性，都優于240V直流系統模塊的技術水準，從目前模塊機生產商的技術水平看，無論UPS模塊的功率大小，都采用了IGBT整流技術，THDI小于5%，PF大于0.99已成為普遍的應用指標。

　　4.工作效率對比

　　目前模塊化UPS電源的工作效率基本在93%-96%左右，而240V直流系統的功率模塊工作效率基本在92%-95%之間，這是因為雖然它減少了DC/AC逆變這個環節，但同樣存在PFC整流和DC/DC變換兩個環節，而DC/DC變換因為有高頻變壓器的存在，其效率反而比高頻UPS的DC/AC變換(無變壓器)降低1%~3%。

　　5.技術復雜性

　　模塊化UPS電源雖然存在上述問題，但數字技術正以人們無法想象的速度在發展著，技術的更新，產品的升級，無時無刻不在重復的發生著，其穩定性早已得到驗證。

　　240V直流系統并聯沒有頻率同步問題，不存在環流問題，冗余并機更簡單。現階段240V直流供電系統的概率密度較小，占地面積偏大。

　　6.負載的適應性

　　240V直流系統供電降低了對負載的供電質量，并提高了負載適用范圍。模塊化UPS電源可以提供穩壓精度為1%，電壓諧波小于3%的交流電，不存在負載適應性問題。

　　7.分配電系統的安全性

　　240V直流系統采用懸浮供電模式，但負載輸入端和功率模塊輸出端因為共模接地電容的存在，對地仍存在100V~150V的直流電壓，并隨著模塊和負載數量的增加而愈強。

　　而懸浮供電使負載對零地電壓的要求無法滿足，對人身的安全防護，完全依賴于對地絕緣監測裝置，存在誤報或漏報的可能。因為直流系統不存在電壓過零點問題，而且蓄電池自身內阻非常小，當負載或人為操作不慎短路時，所產生的危害會遠遠大于交流供電方式。

　　240V直流系統與模塊化UPS電源的可靠性、可用性、節能效果比傳統UPS供電系統有顯著提高，這不但是從功率轉換設備標準化，機架標準化，電池配置和結構標準化方面評估。

　　作為企業，應熟練掌握關于兩種供電系統在數據中心應用的相關技術，根據實際情況選用合適的供電系統，以滿足用戶的需求。