高壓直流電源

高壓直流電源 高壓直流電源系統(tǒng)是雙飛科技最新研發(fā)的新一代中、大容量高壓直流電源系統(tǒng)。采用最新的高頻開(kāi)關(guān)整流技術(shù)，數(shù)字化雙DSP控制，以及有源PFC、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，分立式柜體設(shè)計(jì)，單機(jī)柜可提供100KW容量，并可通過(guò)多柜并機(jī)實(shí)現(xiàn)最大300KW容量。系統(tǒng)具有高可靠性、維護(hù)便利、休眠節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，全面滿足通信機(jī)房供電需求，為IDC數(shù)據(jù)機(jī)房設(shè)備提供智能、綠色、環(huán)保、安全、高效的直流電源。

通信高壓直流電源技術(shù)方面

（1）可靠性大幅提升

高壓直流供電技術(shù)引入的主要目的就在于提升系統(tǒng)的安全性。UPS系統(tǒng)本身僅并聯(lián)主機(jī)具有冗余備份，系統(tǒng)組件之間更多地是串聯(lián)關(guān)系，其可用性是各部分組件可靠性的連乘結(jié)果，總體可靠性低于單個(gè)組件的可靠性。反觀直流系統(tǒng)，系統(tǒng)的并聯(lián)整流模塊、蓄電池組均構(gòu)成了冗余關(guān)系，不可靠性是各組件連乘結(jié)果，總體可靠性高于單個(gè)組件的可靠性。理論計(jì)算和運(yùn)行實(shí)踐都表明，直流系統(tǒng)的可靠性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于UPS系統(tǒng)，一個(gè)例證就是大型直流系統(tǒng)癱瘓的事故基本沒(méi)有。

（2）效率大大提高

大量使用的UPS主機(jī)均為在線雙變換型，在負(fù)載率大于50%時(shí)，其轉(zhuǎn)換效率與開(kāi)關(guān)電源相近。但一個(gè)不容忽視的現(xiàn)實(shí)是，為了保證UPS系統(tǒng)的可靠性，UPS主機(jī)均采用n 1（n=1、2、3）方式運(yùn)行，加之受后端負(fù)載輸入的諧波和波峰因數(shù)的影響，UPS主機(jī)并不能滿足運(yùn)行，通常UPS單機(jī)的設(shè)計(jì)最大穩(wěn)定運(yùn)行負(fù)載率僅為35～53%。而受后端設(shè)備虛提功耗和業(yè)務(wù)發(fā)展的影響，很多UPS系統(tǒng)通常在壽命中后期才能達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)載率，甚至根本不能達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)載率，UPS主機(jī)單機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行在很低的負(fù)載率，其轉(zhuǎn)換效率通常為80%多，甚至更低。對(duì)于直流電源系統(tǒng)而言，因其采用模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)輸出負(fù)載的大小，由監(jiān)控模塊、監(jiān)控系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)值守人員靈活控制模塊的開(kāi)機(jī)運(yùn)行數(shù)量，使整流器模塊的負(fù)載率始終保持在較高的水平，從而使系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率保持在較高的水平。

（3）輸入?yún)?shù)大大改善

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，常用的12脈沖在線雙變換型UPS主機(jī)，加裝11次濾波器后，其輸入功率因數(shù)通常在0.8～0.9，最大僅為0.95，輸入電流諧波含量通常在7.5%左右。

與此對(duì)應(yīng)，由于PFC電路的應(yīng)用，額定工況下，開(kāi)關(guān)整流器模塊的輸入功率因數(shù)通常都在0.99以上，輸入電流諧波含量通常在5%以下。

輸入?yún)?shù)的改善的直接效果是，前端設(shè)備的容量可以大大降低，前端低壓配電柜可以不再配置電抗器，從而也可以降低補(bǔ)償電容的耐壓要求。

（4）帶載能力大大提高

UPS系統(tǒng)帶載能力受兩個(gè)因素的制約，一是負(fù)載的功率因數(shù)，以國(guó)內(nèi)某大型UPS廠商的某型主機(jī)為例，在輸出功率因數(shù)為0.5（容性）時(shí)，其最大允許負(fù)載率僅為50%；二是負(fù)載的電流峰值系數(shù)，通常UPS主機(jī)的設(shè)計(jì)波峰因數(shù)為3，如果負(fù)載的電流峰值系數(shù)大于3，則UPS主機(jī)將降容使用。

對(duì)于直流系統(tǒng)而言，不存在功率因數(shù)的問(wèn)題；因其并聯(lián)了內(nèi)阻極低的大容量蓄電池組，加之整流器模塊有大量的富余（充電和備用），其負(fù)載高電流峰值系數(shù)的負(fù)荷能力很強(qiáng)，不需專門(mén)考慮安全富余容量。

（5）割接改造更為方便

對(duì)于采用UPS供電的設(shè)備來(lái)說(shuō)，除非其采用雙電源（或四電源、六電源），或?qū)ｉT(mén)配置有STS設(shè)備，否則通常只能采用停電方式割接。對(duì)于重要系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這是難以忍受的，更為麻煩的是，一些沒(méi)有廠家支撐的老型設(shè)備，很有可能在停機(jī)不能重啟的現(xiàn)象。

直流電源只要做到輸出電壓和極性相同即可連接到一起，從而實(shí)現(xiàn)不停電割接，而這是非常容易做到的。

通信高壓直流電源投資建設(shè)

電源系統(tǒng)投資包括UPS電源（高壓直流）、前端電源（市電、油機(jī)）、機(jī)房三個(gè)部分。以成都某運(yùn)營(yíng)商最近完工的一個(gè)機(jī)房為例進(jìn)行對(duì)比分析，該機(jī)房同層布置4套400KVA 1 1 UPS系統(tǒng)，采用高壓直流供電，需5×4套50KW系統(tǒng)。

UPS電源（高壓直流）部分：采用UPS方案每套系統(tǒng)的投資大約為250萬(wàn)元，采用高壓直流供電時(shí)5套直流系統(tǒng)投資越160萬(wàn)元。直流系統(tǒng)投資僅是UPS方案的2/3，究其原因，主要是沒(méi)有UPS柜，并且其僅與交流整流輸入電纜，沒(méi)有旁路回路電纜。

前端電源部分：粗略測(cè)算，采用高壓直流方案，市電和油機(jī)供電系統(tǒng)約可減少20～25%。

機(jī)房：采用UPS方案和高壓直流供電方案，所需占用的機(jī)房面積基本相同，但是采用高壓直流供電方案時(shí)，開(kāi)關(guān)電源安裝區(qū)域機(jī)房荷載要求大大低于UPS機(jī)房，粗略測(cè)算，機(jī)房土建成本約降低10%左右。

對(duì)以上投資加權(quán)后，采用高壓直流供電方案總投資降低約30%。需要說(shuō)明的是，采用高壓直流供電方案，不僅電源系統(tǒng)可分期建設(shè)，系統(tǒng)的電源模塊也可根據(jù)需要分期建設(shè)，考慮投資折現(xiàn)率后，高壓直流供電方案的投資節(jié)約率將更加明顯。

通信高壓直流電源維護(hù)成本

運(yùn)維成本主要包括電費(fèi)成本和維修成本，由于轉(zhuǎn)換效率的提高，高壓直流供電將大大節(jié)約電費(fèi)成本。在維修成本方面，高壓直流供電采用的整流模塊化結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)替換非常方便，而且由于直流供電系統(tǒng)的可靠性遠(yuǎn)高于交流UPS系統(tǒng)，故維修概率也大大減小。