大型數(shù)據(jù)中心中壓型UPS系統(tǒng)部署漸成趨勢(shì)
大型數(shù)據(jù)中心中壓型UPS系統(tǒng)部署漸成趨勢(shì)
數(shù)據(jù)中心是我國(guó)實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”的重要基礎(chǔ)設(shè)施載體。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，截至2014年年底全國(guó)共規(guī)劃建設(shè)數(shù)據(jù)中心310個(gè)，已投入使用230個(gè)，其中約有三分之一為大型數(shù)據(jù)中心。另?yè)?jù)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》顯示，2011~2016年我國(guó)數(shù)據(jù)中心總投資將超過(guò)1萬(wàn)億元。其中高低壓供配電、不間斷電源、制冷系統(tǒng)等配套設(shè)施造價(jià)在基礎(chǔ)設(shè)施造價(jià)中所占比例約75%~80%。
大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)熱潮來(lái)襲。然而，在大型數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)中，巨大的配電成本支出正在對(duì)運(yùn)營(yíng)商形成挑戰(zhàn)，同時(shí)配電單元往往占用大量面積，不利于數(shù)據(jù)中心的節(jié)能環(huán)保。因此，如何能夠在保證數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的革新，顯著降低配電成本成為業(yè)界關(guān)注的問(wèn)題。正是在這一趨勢(shì)下，中壓型UPS開(kāi)始興起。中壓型UPS能夠提高接近負(fù)荷中心的電壓等級(jí)，減少低壓配電環(huán)節(jié)，降低能耗。可以預(yù)見(jiàn)，隨著電信行業(yè)去電信化、減配增效的深入推進(jìn)，中壓UPS系統(tǒng)將迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)前景。
大型數(shù)據(jù)中心低壓配電系統(tǒng)亟待革新
我國(guó)早期通信系統(tǒng)負(fù)有政治安全責(zé)任，通信網(wǎng)絡(luò)一旦中斷將追究相關(guān)方政治責(zé)任，所以我國(guó)通信系統(tǒng)中冗余配置較高，這從早期UPS和開(kāi)關(guān)電源蓄電池組后備時(shí)間的不一致可見(jiàn)一斑。所以，在建設(shè)數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)時(shí)，為了保證系統(tǒng)安全可靠性，充分考慮設(shè)備配置和冗余。
目前大型數(shù)據(jù)中心園區(qū)或大型數(shù)據(jù)中心的供配電結(jié)構(gòu)一般是引市電高壓(110kV)或中壓(35kV、10kV)到高壓配電室然后再分配給干式變壓器(轉(zhuǎn)成380V)并配置成套低壓配電系統(tǒng)，成套低壓配電系統(tǒng)中的饋電柜再通過(guò)密集母線或電纜分配電能到每個(gè)樓層的低壓配電柜，再分配到大型的UPS(如500kVA、600kVA)，目前每套低壓配電系統(tǒng)一般最大配置到2000kVA，每套低壓系統(tǒng)最多帶兩套大容量的1+1型UPS系統(tǒng)或2N型UPS系統(tǒng)，這種從高壓配電系統(tǒng)-低壓配電系統(tǒng)-UPS的結(jié)構(gòu)在早期中小型數(shù)據(jù)中心應(yīng)用廣泛，但隨著數(shù)據(jù)中心單UPS系統(tǒng)配電容量的加大，這種配電結(jié)構(gòu)存在諸多缺陷。
第一，投資浪費(fèi)嚴(yán)重。單套低壓配電系統(tǒng)存在浪費(fèi)投資、浪費(fèi)機(jī)房空間、浪費(fèi)密集母線等浪費(fèi)現(xiàn)象。雖然也可以將變壓器配置在每個(gè)樓層，但是供配電結(jié)構(gòu)沒(méi)有變化，隨著大型UPS的使用，每套2000kVA的低壓配電系統(tǒng)下掛2套600kVA(1+1)考慮充電電流及負(fù)載冗余后即滿(mǎn)。
第二，增加供配電等級(jí)，增加了安全隱患。在相同的電源器件環(huán)境中，對(duì)于配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)上下游開(kāi)關(guān)越少越安全，配電等級(jí)越少可靠性越高，接近負(fù)荷中心的電壓等級(jí)越高越節(jié)能。大型數(shù)據(jù)中心園區(qū)35kV開(kāi)關(guān)站-10kV高壓配電柜-10kV配電柜-變壓器-低壓配電柜-密集母線-樓層配電柜-UPS系統(tǒng)，8層級(jí)的配電結(jié)構(gòu)，每多1個(gè)層級(jí)則意味著增加一個(gè)故障隱患點(diǎn)。
第三，影響機(jī)房可使用面積，增加建筑成本。對(duì)于大型數(shù)據(jù)中心，如果每層樓均配置變壓器低壓配電室、UPS系統(tǒng)電源室，相應(yīng)電源區(qū)域要預(yù)留40%以上的空間，對(duì)于通信機(jī)房來(lái)說(shuō)，一般預(yù)留25%~30%空間，且低壓配電結(jié)構(gòu)冗余度越大占機(jī)房面積越大。
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