数据中心供电体系深度解析：UPS与HVDC的优劣对比

数据中心供电体系深度解析：UPS与HVDC的优劣对比

数据中心的供电体系是保障数据安全和业务连续性的关键环节。本文将为您详细介绍UPS（不间断电源）和HVDC（高压直流电源）两种主要的供电方式，并对比它们的优缺点和应用场景。

上图展示了数据中心中电源供应的全流程。从电网输入的10~20KV高压交流电，经过变压器降压至400/480V，再通过逆变器转换为直流电，最后通过电源分配单元（PDU）分配到各个设备。整个流程通过多个转换、分配和备用电源步骤，确保了电力供应的连续性和稳定性。

UPS供电路线

UPS的主要流程包括：

1. 输入侧滤波：去除市电中的干扰信号
2. AC/DC整流：将交流电转换为直流电，用于电池充电
3. DC/DC升压：将电压提升到合适的水平
4. DC/AC逆变：在市电断电时将直流电转换为交流电
5. 输出侧滤波：去除逆变过程中产生的干扰
6. STS静态转换开关：实现市电与UPS电源的快速切换

UPS的缺点在于：

• 多次电能转换导致能量损耗较大，效率一般在90%-95%
• 复杂的电路结构导致成本较高
• 维护成本高，占用空间大

HVDC供电路线

HVDC的主要流程包括：

1. 输入滤波
2. AC/DC整流
3. 电容滤波
4. 直接通过PDU供电

HVDC的优点：

• 结构简单，减少了逆变器等复杂部件
• 平均无故障时间（MTBF）超过25万小时
• 占地面积小，仅为UPS的三分之一左右
• 转换效率高

HVDC的缺点：

• 主要提供直流电源，对交流设备需要额外转换
• 维护人员技术要求高
• 目前效率与UPS差距不大
• 不太灵活，无法并机
• 在 Colo 数据中心中无法使用

UPS与HVDC的综合对比

从设备价格来看，HVDC约为UPS的65%。但从综合解决方案来看，两者成本相差不大。目前HVDC主要用于BAT等大型互联网公司，而ZJ和H主要使用UPS。

未来发展趋势

随着AIDC（人工智能数据中心）的建设，整体功率不断提高，HVDC的市场份额有望提升。但短期内完全替代UPS的可能性不大，主要应用场景集中在对效率和空间要求极高的超大规模数据中心。