数据中心供配电系统解决方案研究

肖 骁 戈文祺

1.紫光华山科技服务有限公司 天津 300384

2.天津城建大学.控制与机械工程学院 天津 300384

正文：

随着社会的发展，当前数据中心也面临着比较紧迫的问题，在服务器和交换机的应用数量不断增加的情况下，尽管当前服务器和交换机的规模相对较小，能源消耗量却在不断增加。越来越多的高密度计算设备在较小的空间中加以应用的时候，电源的密度以及热量也会出现达到临界点的现象，容从而发生系统故障。因此在数据中心供配电系统有效运行的过程中，需要加强数据中心供配电系统的安全稳定运行的基础上，实现更好的维护以及节省能源和成本的目标[1]。

一、数据中心供配电系统设计内容

数据中心在运行的时候，往往是二十四小时不间断运行，其本身具有用电量比较大和可靠性较高以及对电源品质要求比较高的现象，其中比较常见的是电力系统在具体运行的过程中，对电能实施发、输、配、用中的配和用等内容，促使这些方面能够在电力系统正常运行的基础上具体实施。在供配电系统中，功率通常情况下是单向流动的，也就是根据电源端向用户端的方向流动，通过一定的分配手段的基础上，使得供配电的目的得以实现，将电力系统中的电能改变成用户所使用的用电设备可以利用的电能。根据当前的数据而言，其电压等级主要处于35KV或以下。因此供配电系统在设计处理的时候，需要明确其电能负荷的性质和周围区域电量供应的具体情况等[2]。

二、数据中心供配电系统解决方案分析

（一）热备份串联供电的相关方案

串联备份技术和其他技术相对比而言，是比较成熟的，其发展的阶段是比较早的，使用范围相对广泛，其中多种关于UPS技术的相关资料中串联也可称为热备份，多数人都将其成为串联。供电方案中串联的UPS是比较完整的，其也具有自己的旁路在线类型的UPS单机。这些单机的连接媒介仅仅为电源线，没有其他信号连接。通常情况下主机进行全面供电，从机基本上没有对其加以负载处理[3]。

这一方案在具体应用的时候，其有点是结构相对简单，在实施安装处理的时候，比较快捷，相对价格也合理，多个不同公司的UPS能够串联使用。这一方案的具体实施缺陷是需要不简单进行负载用电的扩容处理，就必须持续带电工作，而这一过程中的危险程度也会增加。从主从机器的情况而言，两者的老化情况从不一致，从机的电池使用寿命也会缩短，在出现短路情况的时候，从机的逆变器会比较容易出现问题。

（二）直接并机供电方案

直接并机供电方案的形式主要是将多个同类型型号和功率的“不间断电源”在并机柜或并机板等基础上，将输出端连接在一起而形成的。这一方案的主要功能是多台机器对负载功率共同承担处理，其中比较显著的原理是在一般情况下，多个UPS都具有逆变器的输出分担负载及电流，在其中任何一个“不间断电源”出现问题的时候，其余的都会再次对全面的负载进行承担，在促使并联冗余实现的时候，其基础始终是对以下相关内容有效处理[4]。

每个UPS逆变器所输出的波形之间的相位和频率等方面需要是相同的。UPS逆变器在输出电压的时候，这些电压也需要保持一致。每个UPS都应对其负载进行分担处理。如果UPS出现问题，就会出现迅速脱机的现象，这一方案在具体实施的时候，其中多个UPS能够对其负载有效评分，提升运转的可靠程度。对于扩容部分而言，会更加简便，在正常工作的过程中，平均分担供配电负载，可以促使系统的使用寿命得以延长。而这一方案在具体实施的时候，其主要的缺点是运行的成本相对比较高。

（三）双母线供电方案

双母线供电方案在具体运行的时候，其为了控制系统实现的成本，数据中心的负载主要包含着单电源负载和双电源负载等部分，而这一情况下，使用两套母线系统能够促使其共同承担双电源负载，在双电源负载的基础上，其各自承担二分之一的单电源负载，两套母线会平均带有百分之五十的负载，减少单个母线负载的压力[5]。

双母线供电方案和以前的供电方案比较大的区别是，系统备份将整体系统的利益是能够对负载用电的可靠性加以提升，而除此之外，这一方案在具体实施的时候，其开放性和前瞻性等都比较显著，这一内容对系统后期的扩展和维护等方面都具有有利影响。

结束语

数据中心供配电系统属于比较重要的和具有系统性特点的工程，数据中心在具体运转的时候，需要注重方案的建设和研究。建设的而过程中，需要对其相关因素加以全面考虑，并且对数据中心的可靠性有效提升，对系统的建设提供必要的技术措施指导。在数据中心供配电系统具体运行的时候，也需要不断促使其能耗以及负载等方面得以降低。数据中心本身具有相关的等级区别，因此需要有效调整供配电系统，对不必要的建设投资有效减少，在数据中心安全运行的基础上，促使数据中心的运行和维护成本等方面都有效降低[6]。