（廣州杰賽科技股份有限公司通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院，廣州 510310）

1 引言

目前，運(yùn)營(yíng)商通信機(jī)房供電系統(tǒng)以48V開(kāi)關(guān)電源為主，IDC機(jī)房以UPS供電為主。高壓直流（簡(jiǎn)稱HVDC）產(chǎn)品已經(jīng)成熟多年，但在運(yùn)營(yíng)商使用上一直還是處于邊緣化的狀態(tài)，推廣度相對(duì)較低。隨著國(guó)家電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的逐步完善，供電質(zhì)量有了較大幅度的提高，使得市電對(duì)通信設(shè)備直接供電有了可能。設(shè)備集成度越來(lái)越高，對(duì)應(yīng)設(shè)備功耗也越來(lái)越大，通信行業(yè)節(jié)能降耗也成為業(yè)界的討論主題，原有48V開(kāi)關(guān)電源電壓低，電纜線路長(zhǎng)，壓降過(guò)大造成系統(tǒng)損耗大、成本高。隨著高壓直流技術(shù)的逐步成熟，高壓直流設(shè)備必將成為傳統(tǒng)48V通信電源設(shè)備的替代者。

2 HVDC（高壓直流）與UPS供電方案對(duì)比

目前，運(yùn)營(yíng)商IDC機(jī)房供電方式主要有兩種：一路市電+UPS和一路市電+HVDC，如圖1所示：

圖1 兩種供電系統(tǒng)示意圖

從兩種供電系統(tǒng)示意圖可以看出，UPS相對(duì)HVDC在電池輸出端上增加了DC/AC節(jié)點(diǎn)，此節(jié)點(diǎn)可能存在故障影響通信設(shè)備的安全運(yùn)行；HVDC則隔離了供電系統(tǒng)中不可預(yù)見(jiàn)和突發(fā)故障對(duì)負(fù)載的威脅，在故障情況下由蓄電池直接對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行供電，提高了系統(tǒng)的安全性。兩種供電方式的主要特點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 兩種供電方式對(duì)比

3 240V HVDC與336V HVDC對(duì)比

3.1 240V HVDC與336V HVDC電壓對(duì)比

一是336V相比240V電壓等級(jí)高，系統(tǒng)效率略高；二是240V對(duì)服務(wù)器等設(shè)備的適應(yīng)性比336V更強(qiáng)；三是240V高壓直流系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)通信設(shè)備改動(dòng)小。

3.2 240V HVDC與336V HVDC產(chǎn)銷(xiāo)對(duì)比

從各大HVDC供應(yīng)商銷(xiāo)售情況看，2016-2018年全國(guó)主流廠商出貨量，240V HVDC設(shè)備出貨量是336V HVDC出貨量的19倍，而且240V HVDC設(shè)備出貨量也呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，得到了運(yùn)營(yíng)商和各主流互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心普遍認(rèn)可和使用。

240V HVDC應(yīng)用廣泛，產(chǎn)業(yè)鏈也更為成熟。目前，240V HVDC在BAT等企業(yè)有廣泛使用，電信等IDC也有一定的應(yīng)用。336V HVDC則使用較少，在中國(guó)移動(dòng)和BAT（指百度、阿里、騰訊）等有少量運(yùn)用。

HDVC和UPS相比故障節(jié)點(diǎn)少，實(shí)現(xiàn)并機(jī)容易，擴(kuò)容簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低；240V和336V相比產(chǎn)業(yè)鏈成熟，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)改造小，適應(yīng)能力強(qiáng)，改造費(fèi)用少，可供快速部署并入網(wǎng)。因此現(xiàn)階段建議以240V HVDC運(yùn)用為主。

4 HDVC供電方案

圖2 HVDC供電方式示意圖1

方式一為T(mén)IA 942《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》推薦的T3等級(jí)應(yīng)用模式，從系統(tǒng)角度分析因?yàn)榍岸擞须p路由市電的輸入，安全可靠性較高；同時(shí)采用市電直供減少了轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，使用效率也會(huì)更高。

方式二由于采用一套高壓直流系統(tǒng)兩路輸入，當(dāng)高壓直流系統(tǒng)故障時(shí)還是會(huì)影響通信設(shè)備的供電安全。兩種方式設(shè)備配置基本一致，只是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有所差別，投資也基本相當(dāng)。

圖3 HVDC供電方式示意圖2

方式三為2N模式的高壓直流/UPS供電方式，采用雙電源雙回路，對(duì)應(yīng)TIA 942《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》T4標(biāo)準(zhǔn)模式，兩個(gè)供電回路負(fù)荷分?jǐn)?，安全性提高，使用效率降低，設(shè)備數(shù)量增加，總體投資也相應(yīng)增加，2N模式主要由建設(shè)方根據(jù)客戶需求確定。從各運(yùn)營(yíng)商機(jī)房等級(jí)、集團(tuán)節(jié)能減排部署要求來(lái)看，目前運(yùn)營(yíng)商推崇的供電模式是方式一：一路市電和一路高壓直流。

5 過(guò)渡解決方案

現(xiàn)階段運(yùn)營(yíng)商通信機(jī)房設(shè)備主要以48V開(kāi)關(guān)電源供電為主，原有通信設(shè)備大多不能支持高壓直流，需要通過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊變換為48V電源。電源轉(zhuǎn)換插框可以在列頭柜前安裝，也可以在設(shè)備機(jī)架內(nèi)安裝。兩種安裝方式主要特點(diǎn)見(jiàn)表2：

表2 兩種電源轉(zhuǎn)換模塊安裝方式

圖4 HVDC供電方式示意圖2

兩種安裝方式各有優(yōu)劣，應(yīng)根據(jù)機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析后確定具體建設(shè)方案。

在機(jī)房市電質(zhì)量較好的情況下，原有通信機(jī)房交流用電設(shè)備將逐步過(guò)渡到以240V和市電直供雙路輸入為主（見(jiàn)圖1），48V通信設(shè)備通過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行降壓（見(jiàn)圖4），供原通信設(shè)備使用。

6 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)營(yíng)商傳統(tǒng)通信機(jī)房、數(shù)據(jù)中心機(jī)房將逐步形成一路市電＋一路240V高壓直流的供電模式，進(jìn)一步改變傳統(tǒng)UPS等依靠硬件多重冗余來(lái)保障可靠性的高投入低能效模式。采用HVDC供電方式既提高效率、節(jié)約設(shè)備能耗，減少設(shè)備故障點(diǎn)，也減少了蓄電池后備資源堆積冗余和資產(chǎn)沉淀，同時(shí)適應(yīng)政府、企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)中心、通信機(jī)房的PUE指標(biāo)要求，達(dá)到節(jié)能減排目的，真正實(shí)現(xiàn)通信行業(yè)綠色發(fā)展。