毕鹭建

摘 要：如今，数据中心模块化UPS与240V直流系统在数据中心的应用愈发广泛，成为构成数据中心必不可少的部分。本文对模块化UPS以及240V直流系统进行了简要的叙述，并分别讨论了240V直流系统以及模块化UPS在数据中心的运用，以期帮助了解如何将两者应用于数据中心当中。

关键词：数据中心；240V直流系统；模块化UPS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.175

0 引言

如今，数据中心当中的240V直流系统与模块化UPS两种供电系统的应用愈发频繁，均受到了广大企业与用户的关注。作为企业，应熟练掌握关于两种供电系统在数据中心应用的相关技术，根据实际情况选用合适的供电系统，以满足用户的需求。此外，企业选用适合的建设方案，不仅能够有效提高建设方案的合理性，同时也可以有效提高系统经济型以及安全性，使得数据中心得到优化。

1 模块化UPS以及240V直流系统概述

1.1 240V直流系统

240V直流系统工作原理如下：240V直流系统同48V供电系统工作原理基本一致，该供电系统是通过将数个冗余整流模块以及蓄电池并联构成。通常情况下，整流模块需要把市电电源转化为240V直流电源，之后为服务器供应电能，并未蓄电池实施充电。一旦市电出现停电状况，则开启蓄电池，有蓄电池为服务器供电，以保证服务器的正常运行。

就目前而言，服务器当中通常需要设立两个电源模块，模块之间相互冗余。故而，按照服务器所承担业务的重要程度，可使用一套甚至两套处于独立状态的供电系统对服务器进行供电。若从现有电网实际运行状况而言，240V直流系统内含有如下3类配电结构：其一，单套直流系统；其二，双套直流系统；其三，分为两套供电系统，即一路供电电源为市电直接供电，另一套为单套直流供电系统。

1.2 模块化UPS

模块化UPS工作原理如下：构成模块化UPS的主要由以下可形成UPS基础功能的模块构成：其一，能够插、拔的功率模块；其二，显示通讯信息的模块以及静态开关模块等。其中，功率模块内含有传统UPS逆变整流充电的能力，全部功率模块均处于并联状态下工作，将所有系统负载平均分摊。如此一来，当某一模块出现故障，其余模块依旧可以分担系统所成在的负载。当静态开关模块位于过载状态中，需要使用相同的供电通道。显示通信模块大多应用于显示以及连接网络监控平台。

第二，配电结构。同240V直流供电系统基本相同，按照服务器的重要程度可选用对应的供电同完成供电，如选用一套或是两套处于独立运行状态的UPS系统围服务器供应电能。目前，实际应用于电网当中的配电结构有以下两种：

其一，单机N+X功率模块处于冗余并联状态，牵引出两路对供电线路对服务器实施双路供电。

其二，两套单机N+X功率模块，铜丝应用冗余并联模式，各套单机牵引出一路供电线路对服务器进行供电。

2 240V直流供电系统在数据中心的应用

2.1 240V直流供电系统应用可行性

若从数据中心机房内需要电量的设备进行考虑，可从如下方面分析240V直流供电系统的可行性：第一，IT设备，即计算机及其有关外设，其大多使用高频率电源开关技术，设备本身电源具备高频率开关电源的特点。换言之，便是输入侧并不包含工频变压设备，供应的直流电不会受到短路的干扰。故而，需使用直流供电。第二，设备当中的电源模块均应用直流供电，工作人员对整流桥版局部桥进行导通处理。故而可使用部分电压值所提供的直流供电为设备供应电能。第三，IT设备电源模块。该模块属于功率恒定的模块，可有效提升输入电压值，并借此减少整流二极管承载的流量，进而提升处于直流状态下设备的稳定程度。故而，只需为设备出送与电压相适应的直流电能，便能通过直流电源同原有交流电入口相连，从而实现对用户所用设备的直接供电，无需原设备进行改动。由此可见，240V直流供电系统可无需更改用户设备交流供电电压级别的基础上，为现有通讯网络中的设备提供220V直流电能。

2.2 适用场合

240V直流供电系统系统维修与养护工作较为简单，系统具有较高的功率密度，且发展逐渐趋于智能化。故而，针对企业蓄电池蓄电时间相对较长、或是设备所承载的负荷较大的情况下，建议企业应先考虑应用240V直流供电系统对数据中心进行供电。240V直流供电系统较为适用于如下区域当中，如呼叫中心、证券机构数据中心等场合当中，上述场合规划相对完成，且机房内留有大量的安装空间，电源设备符合标准，且安装流程符合施工工艺。上述情况下，240V直流供电系统较为适用。

2.3 240V直流供电系统

单母线供电方式与双母线供电方式是数据中心机房内相对易见的两种供电方式。其中，单母线供电方式利用240V直流供电系统代替原有UPS并机系统。具体方案如下：利用直流输出屏替换传统的交流输出屏，同时利用直流列头柜替换原有交流输出屏，蓄电池组同系统的输送端口保持并联状态。

同理，于双母线供电方式内，通过240V直流供电系统替换原有UPS并机系统，具体方案如下：利用直流输出屏替换原有交流输出屏，同时利用直流列头柜替换原有交流输送屏幕。如此便可对双母线供电模式形成有效的完善。但同时建议应用这一供电模式解决数据中供电系统不适合的问题，从而建立可行的方案，达到优化数据中心合理利用的目的，使得动力设备的应用更为合理。

3 模块化UPS在数据中心中的应用

3.1 数据中心的电源需求

数据中心主要托管用户各个类型网络服务器以及磁盘阵列等信息数据有关设备，上述设备均需使用220V交流电源，且需要保证运行过程中不会出现断电问题。故而数据中心需要全年24小时运行，这对电力稳定运行有极高的要求，一旦发生电力问题，便会对数据中心所服务的客户以及提供者造成严重的经济损失。目前，大部分数据中心有关设备的功率损耗位于3kW至5kW之间。然而随着微电子技术水平的不断提升以及系统集成化能力的提高。数据中心设备功率损耗也将有所提升。故而，数据中心所用设备对制冷以及电力有较高的要求，数据中心对节能的需求也不断增加。

3.2 模块化UPS的应用

模块化UPS所具有的可靠性符合了数据中心对电源质量的实际需求，无论是电路，还是系统架构全部应用模块化设计。伴随着冗余模块数量的增添，系统冗余程度也随之增加，容错能力也相应提高，能够按照数据中心实际情况选定需要使用的冗余模块数量。

模块化UPS应运用高频化结构，基于该结构建立而成的系统噪音相对较低，能够有效提高数据中心环境的整体质量。模块化UPS均需使用有源功率因数实施矫正。当负载达到100%，输入功率因数可达到0.99，输入电流的谐波THDI不高于5%，如此一来，模块化UPS同油机形成兼容，使得油机容量同模块化UPS容量之间的比值相应减少。

模块化UPS运用标准机柜，设计更为紧凑，可科学合理地缩减占地面积，使得数据中心的空间的利用率达到最佳。数据中心的模块化UPS应用了热插拔技术，便于维修人员对设备进行维修与养护，在数据中心的应用效果良好。

4 结束语

数据中心对供电系统有特殊的要求，目前较为常用的供电系统便是240V直流供电系统以及模块化UPS。企业应根据数据中心的实际需求，选用合适的供电系统为数据中心进行供电，以保证数据中心的稳定运行。

参考文献：

[1]胡燕，娄洁良.240V直流系统和模块化UPS在数据中心的应用对比分析[J].电信科学，2014（03）：134-139.

[2]张钰，胡靖敏.240V直流系统和模块化UPS在数据中心的应用对比分析[J].电子世界，2015（19）：129-130.

[3]陈凤，张花，陈月琴等.数据中心供电系统的新技术应用研究[J].电源学报，2013（02）：93-100.

[4]赵广超，潘立福，吴向阳等.240V直流供电系统在数据中心的应用研究[J].通信电源技术，2013（04）：19-21.

[5]朱莉，李新华，刘郑海等.数据中心交直流混合供电系统效率浅析[J].邮电设计技术，2015（07）：87-92.