分布式电源（DPS）在IDC机房中的应用分析

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分布式电源（DPS）在IDC机房中的应用分析

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https://www.mindsec.com.cn/?show=49

随着数据设备虚拟化技术的发展，以及刀片式服务器的应用，IDC机房最基础、核心的供电系统和蓄电池配置方式得到了前所未有的关注。传统IDC机房的UPS供电系统存在设备冗余量大、系统利用率低等问题。本文将介绍一种新型的供电方式——分布式电源系统（DPS），并对其工作原理、经济性、系统特点及应用前景进行详细分析。

系统工作原理

分布式供电方式DPS是一种电源系统深入负荷中心的全新供电模式，即将电源系统DPS模块直接集成在IDC机柜内部。DPS模块有多种配置方式：市电＋UPS锂电、市电＋高压直流锂电、UPS锂电＋UPS锂电，每个机架都可按需提供最优方案。在多种DPS配置方式中，市电＋高压直流锂电的配置效率最高、最经济。这种新型的DPS，去掉了逆变单元，采用了高压直流技术，主要由输入输出单元、充电模块、锂电池组、系统监测控制电路、输出切换装置等部分组成，市电正常时，由市电直接给负载供电；市电异常或断电时，由后备锂电池给负载直接提供高压直流电源。

（１）当市电正常时，市电经由DPS的交流旁路和输出切换装置所组成的供电系统向负载直接供电，系统监测控制电路同时进行市电检测及蓄电池充电管理。此时，用户负载实际使用的电源是来自电网的市电。因此，此时DPS电源工作在市电直供模式，可以有效地节能。

（２）当市电供电中断或市电电压超限时，输出切换装置在系统监测控制电路的调控下，立即切断DPS的交流旁路输出，投切至高压直流侧供电。此时，用户负载所使用的电源是通过蓄电池组提供的直流电源，而不是来自市电，比传统的UPS通过逆变器供电具有更高的效率，功耗很小，节能效果明显。

（３）当市电恢复正常时，DPS的系统监测控制电路首先监测到市电恢复正常，然后发出控制信号到输出切换装置，执行从高压直流供电向交流旁路供电的切换操作。此后，DPS在经交流旁路向负载提供市电的同时，还通过充电器向蓄电池组进行恒流或恒压充电。

在实际应用中，由于IDC设备通常都要求具有两路电源供电，一般IDC机房也有两路不同的市电引入。因此，一台DPS电源设备通常也会集成两个独立的供电模块，各自引入一路市电，通过相互独立的交流旁路，为IDC设备提供两路电源。这样，每台IDC机柜只需配置一台DPS电源设备即可满足供电要求。

简要方案及经济性比较

分布式电源（DPS）系统设备由电源模块、控制模块和锂电池模块组成，各模块组合安装在一个主机箱中，主机箱可部署在标准的IDC机柜内，配合能源管理系统可以做到供电资源的按需调度。分布式电源向IDC设备提供240Ｖ高压直流或220Ｖ交流；当电网断电时，由后备锂电池组提供电源，以保证供电无中断。

某IDC机房三楼长42ｍ，宽13.5ｍ，可安装208个机架，每机架功耗按4ｋＷ考虑，总耗电量为832ｋＷ，合1040ｋＶＡ；需建设３套单机容量为400ｋＶＡ的２台并机UPS系统共６台主机（UPS集中供电方案），或部署208架分布式电源设备（DPS分散供电方案），为IDC设备供电。两种供电方案的整体经济性比较如表１所示。

直接投资分析结论：

考虑机房内208个机架，采用传统UPS集中供电建设方式，电源系统工程总投资约为880万元，大楼建设初期对于300平方米电力电池室承重要求的建设成本初步估算约为30万元，合计总投资910万元，折合单机架约为4.37万元／机架；采用DPS分散供电建设方式，电源系统工程总投资约为1241万元，折合单机架约为5.96万元／机架。但DPS分散供电建设方式，不需进行电力电池室建设，节约相应面积。此面积可以用于IDC机房，可布置60个IDC机架，年租金约为360万元。DPS分散供电建设方式增加的建设投资成本当年就能收回，而且机房每年可增加360万元的直接收益。

因此，综合各项成本及收益，DPS系统分散供电方案经济效益优于UPS集中供电方案。