硬核知識 | 數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源的應(yīng)用探討

　　從2019年正式推出至今，數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源已經(jīng)得到了市場的廣泛認(rèn)可。今天，就由產(chǎn)品規(guī)劃的參與者，來談?wù)勱P(guān)于數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源的應(yīng)用。

　　葉新平

　　臺達(dá)大功率電源產(chǎn)品技術(shù)專家

　　葉新平，從事數(shù)據(jù)中心行業(yè)超過20年，長期負(fù)責(zé)IDC行業(yè)用戶需求溝通和產(chǎn)品規(guī)劃，擅長整體數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)架構(gòu)與供配電設(shè)計，深度理解IDC行業(yè)應(yīng)用。

　　數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源、SST電源產(chǎn)品規(guī)劃參與者，《通信用模塊化不間斷電源標(biāo)準(zhǔn)》YD/T 2165-2017、《通信用交流不間斷電源》YD/T 1095-2018標(biāo)準(zhǔn)起草人之一。

　　01 數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源的演變過程

　　早期數(shù)據(jù)中心供配電多采用UPS方案，為了解決可靠性問題，常用N+1、2N、DR、RR等供電架構(gòu)，但冗余環(huán)節(jié)多、系統(tǒng)復(fù)雜、效率低，整體系統(tǒng)效率約94.7 %。

　　隨著數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，具有模塊化、效率高、可靠性高、成本更低等優(yōu)勢的HVDC高壓直流方案開始被關(guān)注，整體系統(tǒng)效率約95.2%。

　　而互聯(lián)網(wǎng)公司數(shù)據(jù)中心的崛起，系統(tǒng)簡化、減少輔助支持設(shè)備空間等成為IDC行業(yè)的發(fā)展大勢，2 0 1 6年開始研發(fā)“巴拿馬方案”，希望實現(xiàn)更加簡潔的系統(tǒng)架構(gòu)。之后，研發(fā)成功的數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源使得整體系統(tǒng)效率增至97.5% 。

　　02 數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源的架構(gòu)與配置

　　從整體架構(gòu)來看，整個數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源由10kV進(jìn)線柜、隔離柜、整流輸出柜、交流分配柜組成。

　　規(guī)劃設(shè)計中需要重點考慮布局、承重、選型計算、配套要求、方案組合。數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源提供不同容量的配置，常規(guī)包括：1.2MW、1.8MW、2.2MW、2.4MW、3.1MW等。

　　配置的總?cè)萘扛鶕?jù)數(shù)據(jù)中心IT負(fù)荷容量、充電容量、功率模塊冗余容量計算，變壓器容量等于IT負(fù)荷容量和充電容量之和。

　　整流模塊配置

　　單體模塊功率根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計容量大小合理選擇，模塊數(shù)量不宜超過120個;

　　數(shù)量配置按負(fù)載電流加上0.1C10的充電電流計算，采用N+1配置;N個主用，N≤10時，1個備用;N>10時，每10個備用一個;

　　系統(tǒng)宜具備模塊休眠功能。

　　蓄電池配置

　　單組電池個數(shù)

　　蓄電池單體電壓和組數(shù)確定：根據(jù)系統(tǒng)容量大小，蓄電池單體電壓可選2V、6V、12V，每個系統(tǒng)蓄電池組不得少于2組，最多不宜超過4組。

　　03 數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源典型架構(gòu)設(shè)計方案

　　數(shù)據(jù)中心應(yīng)用巴拿馬電源系統(tǒng)的架構(gòu)方案主要有兩種：2N巴拿馬供電方案、2N(巴拿馬+市電)方案

　　2N巴拿馬供電方案

　　A路巴拿馬電源系統(tǒng)+B路巴拿馬電源系統(tǒng)，兩路在IT側(cè)互為冗余備份關(guān)系，負(fù)載設(shè)計按照50%設(shè)計，考慮一定余量系統(tǒng)圖，一般實際運(yùn)行約40%負(fù)載。

　　2N(巴拿馬+市電)方案

　　A路巴拿馬電源+市電，或者B路巴拿馬電源+市電，將巴拿馬電源移相變壓器功率分成兩部分輸出，一部分給整流模塊，一部分給IT設(shè)備，實現(xiàn)一路“巴拿馬+一路市電”模式，提高系統(tǒng)效率，預(yù)計整體效率提升0.5%。

　　04 數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源典型架構(gòu)設(shè)計方案

　　通過以上的對比不難看出，以數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源為代表的中壓直供直流2N系統(tǒng)，在整體投資、效能、安全性等各方面都擁有顯著優(yōu)勢。

　　根據(jù)測算，一個2.4MW的供配電系統(tǒng)，效率每提升1%，每年可節(jié)省21萬度電，相當(dāng)于減排二氧化碳200噸。目前，臺達(dá)銷售的數(shù)據(jù)中心巴拿馬電源在線運(yùn)行數(shù)量已經(jīng)超過500套，為用戶實現(xiàn)節(jié)能減碳，節(jié)省大量的能源開支。