数据中心机房供电系统探究

白太振

摘 要：整个数据中心机房的核心是数据中心的供电系统，是一些设备和支持设备都需要供电系统的支撑。科学合理的配电系统不仅可以提高运行效率，而且大大降低设备的运行成本。因此，本文重点探讨数据中心机房供电系统，结合当前高压直流电源供电的情况，提出数据中心的供电方案。

关键词：数据中心；机房；供电系统

互联网中心简称“IDC”可以为用户提供强大的信息处理和信息交换以及信息传输等的功能。现阶段，随着通信网络事业的发展和数据通信事业的发展，许多著名的网站都选择互联网中心这种供电服务模式，而且将基础设施的供电和网络管理都交给网络中心进行托管。由此可见，IDC设备需要安全可靠的供电系统支持运行。因此，本文就当前互联网中心的供电方式和直流供电系统的应用提出一些自己的意见与看法。

一、数据中心机房的供电需求

全球化的经济模式要求数据中心必须提供365天24小时不间断的供电服务。数据中心的供电系统必须保持24小时不间断。因此，从这一点上来说，数据中心的供配电是机房最为重要的子系统。数据中心在建设阶段，必须满足配电设计的实际符合与规划负荷之间的容量差别，并做好规划设计，成分保证投资的产出比。根据数据中心的配电需求，必须注意到数据中心的配电方式要与建筑物的供电方式相互匹配。尽可能利用建筑物之中已经存在的供电资源减少数据中心的投资力度。同时，数据中心自身的特点要求其规划必须有一定的远见，其供电方案不仅要满足业务需求，而且还应当满足数据机房设计的供电要求。结合当前和未来数据中心机房的供电需求，科学合理设计机房供电设计。尤其是选择供电设备的时候，一定要提高配电设备的转换比率，从根源上减少供电设备的能源浪费情况。网络交换设备和安全设备等都属于精密的电子设备，这些设备对于电源的要求比较高，因此，应当考虑到精密电子设备对于电源频率和电压稳定的要求。

二、互联网供电中心的现状和存在的问题

（一）互联网供电中心的现状

当前互联网供电中心采用UPS系统进行供电，在通信行业之中，UPS系统是不间断交流的电源系统。随着我国电子产业的快速发展，UPS系统经过了从6脉冲工频机到12脉冲工频机。经过高频机的不断完善，模块化的UPS系统也应用在通信领域当中。在互联网供电中心中，如果按照静态UPS系统向负载的供电方式化，主要包括后备式、在线互动式以及在线式三种形式。在通信站之内，为了提高供电系统以及UPS系统系统的稳定，必须保证故障出现的概率最低。而UPS系统本身带有容错功能可以实现一要求。而且随着UPS系统越来越成熟，在供电系统中的应用越来越广泛。当前在供电系统中使用的都是雙变换的UPS系统，其模式主要使1+1双机并联冗余的系统和多机直接并联的系统。一般情况下，在市电正常的情况之下，市电电源经过整流器变换可以转化为直流电源给逆变器进行供给，同时为蓄电池供电。逆变器的作用就是将直流电源变换为与市电相同交流电。如果市电出现故障，蓄电池就可以通过逆变器转换为交流电。现阶段，随着互联网数据中心的发展，为了实现供电的稳定与安全，在供电系统之中普遍采用双变换或者“N+1”并联冗余双总线的供电方式。

（二）数据中心机房供电存在的问题

系统电路复杂。现阶段，数据中心供电系统的内部控制比较复杂，主要包括控制、转换和变换等各个环节，需要控制各个机台互联网数据中心输出相同的频率和幅值等，复杂的线路可能会出现更多的故障。

可靠性比较低。对于互联网数据中心系统的单机来说，许多不能备份的系统单典故障就像同步的并机板和静态开关以及输出切换开关等，这些单点的故障可能会对整个通信系统产生影响。特别是供电系统瞬间的容错能力。一旦主机过载保护切换到备机状态，备机就会因为瞬间浪涌而产生过载保护切换到备机。备机因为过载自动切换线路，对于通信设备来说，采用低质量普通的市电电源供电可能会带来严重的故障，从而给整个供电设备带来安全隐患。

扩容难度大。UPS系统扩容不仅仅是设备电源的电压和相位还包括频率以及波形等问题。与直流电源不同系统扩容仅仅关注电压的一个参数，因此，每一次UPS扩容带来的风险都极大，甚至会因为制造商产品的更新，使得UPS扩容的难度逐渐增大，并造成UPS单台故障。从当前供电设备的运行状态和维护模式现状来说，发生灾难性的掉电事件频率会越来越大。

三、数据中心机房供电系统方案

（一）完善供电系统的设计理念

随着供电技术水平的不断提高，对IT系统也提出了不同的要求，在技术不断提高的过程中，供电系统一直出现问题，随着解决出现的问题，数据中心的配电设计理念也随之的产生。因此，必须完善供电系统的设计理念，从单台设备转向机房供电设备系统，从供电的可靠性研究转向配电的可用性，从提高供电系统到适应应用的变化，并加大一体化设计理念和模块化设计理念的推广与应用。当前，数据中心的供电系统设计虽然涵盖运输交流系统和不停电系统以及柴油发电机的系统，但是完善的设计理念对于数据中心机房供电系统有着重要的意义和作用。

（二）不间断供电

根据数据中心分级的要求，可以采用不同的供电方案，在数据中心建设过程中，虽然并不明确数据中心真实的使用情况，但是在建设阶段应当充分考虑数据中心建成之后的适应性问题。根据GB5-174-2008电子信息系统机房设计规范的要求，A级、B级机房作为一级负荷，市电交流供电方案应当实施双电源供电方案。根据数据中心用电设备的要求，常见的供电方式主要分为直接供电方式和组合供电方式和稳定稳频供电方式和不间断供电方式。但是，其最终目的都是为了实现不间断供电，实现365天24小时不间断供电。

四、结语

在未来十年之内，我们有理由相信我国信息化发展的重点必将是数据中心，因此，如何认识数据中心，建设数据中心成为要解决的问题。本文以数据中心机房供电系统为出入点，探讨如何解决数据中心机房供电系统中的问题，希望可以为数据中心供电系统的研究增砖添瓦。

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