高压直流供电在IDC机房中的应用探索
高压直流电源系统-解决方案
按照丝印接线即可。柜体内有接地铜排，安装时需要良好接地。交流配电柜内若需要单 相开关时，请按三相四线制的接法引入中线。可参考高压直流系统操作手册等。
CPHV-400-200A-S 一体化系统标准配置：
名 称型
号
1 交流配电 S4-250A
2 直流开关模 DCB40A 块
3 配电监控模 CPHV-MC400A 块
4 系统监控模 CPHV-MS400A 块
5 整流模块 CPHV-400-25A
6 电池组接入 S3-250A 空开
说
明
四极交流空开+40KA 防
的冲击； IP21
木箱包装
单个整流柜 负载 50%以上
+20% -20%
回缩点,判断输出电 压
50％负责以上 10mA,1min 无闪落
对地 带软启动 LED 10 段，+3 LED
(YD/T 983-1998)A 级 储藏：-40℃～70℃ 储藏：95%（40±2℃）
以上时降额使用 模块（MM）
承受频率为 10～55H z、振幅为 0.35mm 的
285±5V
≤30A
≥95 %
0.2%
≤3 % 2000VAC/50Hz
10 无 LED 显示输出直流电 流
≤±10%
CAN2.0A EN55022 CLASS A
-20℃～45℃ ≤90%（40±2℃）
1500M
544X88X430
hvdc在数据中心的原理
hvdc在数据中心的原理
HVDC在数据中心的原理
1. HVDC是什么？
HVDC（High Voltage Direct Current）是指高压直流输电技术。
与传统的交流输电技术不同，HVDC技术可以通过将电能转换为直流电来实现更高效的电力传输。
2. HVDC在数据中心的应用
在数据中心中，HVDC技术可以用于数据中心的电力传输。
传统的交流输电技术存在能量损耗较大、传输距离限制等问题，而HVDC技术可以有效地解决这些问题。
3. HVDC在数据中心的工作原理
HVDC技术通过将交流电转换为直流电，然后通过直流电缆进行传输。
在数据中心中，HVDC技术可以通过将电源转换为直流电，然后通过HVDC电缆将电力传输到数据中心的各个设备中。
4. HVDC技术的优势
HVDC技术具有以下优势：
（1）能量损耗小：HVDC技术传输电力时，能量损耗较小，可以实现更高效的电力传输。
（2）传输距离更远：与传统的交流输电技术相比，HVDC技术可以实现
更长距离的电力传输。
（3）稳定性更高：HVDC技术可以通过控制电压和电流来实现更高的稳定性，可以减少电力传输中的波动。
5. HVDC技术的局限性
虽然HVDC技术具有很多优点，但它也存在一些局限性：
（1）成本较高：HVDC技术的建设成本较高，需要投入大量的资金。
（2）技术要求较高：HVDC技术需要高水平的技术人员来进行维护和运营，技术要求较高。
6. 结论
HVDC技术在数据中心中的应用可以有效地解决传统的交流输电技术存在的问题，具有很多优点。
随着技术的不断发展，HVDC技术将会在数据中心中得到更广泛的应用。
IDC高压直流供电方案解读
传统的交流UPS供电方式
UPS 市电 输入 旁路开关 整流器 逆变器 静态 开关 整流器
服务器电源 变换器 PFC
服务 器主 板
AC 电池 power train
直流供电系统备用能源的可靠性
能源1—主供电 电网+直流系统
负载
能源2电池系统 备用供电
结论: 只要在交流输入端使用合适范围的高压直
流, IT设备的开关电源是可以正常工作的
5
整流模块
• 工作频率高，体积小 • 带电插拔，维护方便
• 完整的告警保护功能
• 内部工艺简洁，抗干扰能力强
• 效率高，均流性能好
• 容量：
240V /10A
240V/20A
6
高压直流供电系统
主屏
副屏
高压直流供电系统
HVP电源
增值业务开发PC 机和服务器（机 型有惠普、戴尔 SUN、IBM等）、 电信营业厅PC机 和票据打印机各 20余台，二、三 层网络交换机20 余台，光端机等
HVP电源
某电信分公司 号百中心 有部分设备不 能用直流供电 （20A左右）
负载设备
13
IDC机房高压直流电源与UPS投资比较
序 号 项目 新建UPS系统 （双机并联冗余） 4台400kVA UPS 160万元 新建高压 直流系统 6套 148kW电 源 12组 600Ah 144万元 对比结果
8
运行安全性
9
10 11
主设备运行寿命
投资阶段性 维护方式
高压直流系统比 UPS系统运营成 本显著降低
复杂
简单
1600kVA 100kW
30万元
高压直流供电在数据中心的作用及影响
高压直流供电在数据中心的作用及影响1. 引言1.1 高压直流供电的定义高压直流供电是一种技术，将交流电转换为直流电，然后通过高压传输到设备中进行供电。
相较于传统的交流供电系统，高压直流供电具有更高的效率和稳定性。
在数据中心中，高压直流供电系统可以有效地提高能源利用率，减少能源损耗，提升数据中心的性能，并降低能源成本。
通过高压直流供电系统，数据中心可以更加高效地进行能源管理，实现更精确的电量控制和分配。
这使得数据中心的整体能源利用率得到提升，进而降低了能源浪费，减少了对环境的负面影响。
高压直流供电系统还可以提升数据中心的运行性能，降低了系统的故障率，提高了数据处理的效率和稳定性。
在当今不断增长的数据需求下，数据中心对能源的需求持续增加。
而采用高压直流供电系统可以有效地降低能源成本，减轻企业的经济压力。
高压直流供电在数据中心中的应用愈发重要，对未来数据中心的发展具有重要意义。
【高压直流供电的定义】已逐渐成为数据中心设计和建设的必备选项，其重要性不容忽视。
1.2 数据中心的能源需求数据中心作为信息技术基础设施的核心，承载着大量的数据处理和存储任务。
随着云计算、大数据、人工智能等技术的快速发展，数据中心的能源需求也在不断增加。
根据统计数据显示，全球数据中心的能源消耗占比逐年增长，已经成为一个不可忽视的问题。
数据中心的能源需求主要包括服务器运行、网络设备、空调制冷、照明等多个方面。
在现代社会中，大规模的数据中心通常需要大量的电力供应来保证正常运行，而传统的交流供电系统存在能源损耗大、效率低的问题。
可以通过使用高压直流供电系统来提高能源利用率，减少能源损耗，降低成本，提升数据中心的性能。
由于数据中心的能源需求与供应之间存在着巨大的矛盾，采用高压直流供电技术已经成为解决方案之一。
高压直流供电系统具有高效率、节能、稳定性好等优点，能够满足数据中心快速发展的能源需求，提高整体运行效率。
高压直流供电在数据中心中具有重要的作用和影响。
240 V高压直流供电在IDC机房设计中的应用
Telecom Power Technology设计应用高压直流供电在IDC机房设计中的应用李世峰（吉林吉大通信设计院股份有限公司，吉林大规模商用和固网用户提速的加快，数据量将会迸发式的增长。
5G会使数据种类和数量呈指数级上涨，市场规模翻倍，数据中心需求将达到前所未有的程度。
IDC对数据中心的发展起到关键作用，高效率和低成本的配套电源将推动IDC高压直流供电技术及设备的成熟，可以进一步提高电源效率，降低成本，因此高压直流供电方案，以期对IDC机房配套电源的设计和改造提供参考。
Application of 240 V High Voltage DC Power Supply in IDC Room DesignLI Shifeng(Jilin Jlu Communication Design Insitute Co., Ltd., ChangchunG large scale commercial and fixed network users, the amount of data willgrow abruptly. The corresponding landing of various 5G application scenarios will usher in the exponential rise of data图1 UPS 1+1并机系统结构图1.2 240 V高压直流电源系统240 V高压直流电源系统主要由交流柜、整流柜、直流柜、蓄电池、直流分配柜以及列头柜组成。
相对于UPS系统，高压直流供电系统具有转换环节少、 2021年2月10日第38卷 第3期Telecom Power TechnologyＦｅｂ． １０， ２０２１ Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．３ 李世峰：240 V高压直流供电在IDC机房设计中的应用效率高、可靠性高及使用寿命长等优点。
此外，UPS 系统主机不需要1+1配置，易于维护，投资成本低，相对能耗低且节省空间，其工作原理如图2所示。
高压直流输电技术在电力系统中的应用
高压直流输电技术在电力系统中的应用一、引言电力是现代社会中不可或缺的能源之一，其发电、输电、配电等环节的安全、高效、可靠都至关重要。
在整个电力系统中，输电环节是其中最为重要的环节之一，不仅涉及设备、系统的安全，也直接与国家的经济发展和社会稳定息息相关。
而当前，随着城市化进程、电气化普及，以及新型设备的不断涌现，环境与能源等问题已经成为我们面临的最大挑战之一。
因此，在这个趋势下，高压直流输电技术（简称HVDC）应运而生，不仅体现了能源可持续性发展的要求，也更多地成为了电力系统中的重要组成部分。
二、高压直流输电技术的发展历程1. HVDC的标志性事件二十世纪五十年代，HVDC技术被首次用于瑞典之间的一次跨国接口，而后在八十年代以后，HVDC的研究和应用日益成熟，被不断引入到电力系统中。
为了更好地说明HVDC技术的发展历程，这里，我们将HVDC的发展历史划分为“四个时期”。
1. 第一阶段:1900年~1950年这一时期主要以直流输电的基础理论的研究为主，早期的电力系统使用220V、380V等低压交流电，随着电气化的发展，电网的规模不断扩大，输电线路的损耗和交流电容问题愈发明显.2. 第二阶段:1950年~1965年HVDC技术的诞生和发展始于这一时期，人们开始采用半控型晶闸管，而后HVDC技术逐渐用于跨越海峡的直流电缆输电，随之，HVDC技术的应用场景也逐渐拓宽。
3. 第三阶段:1965年~1990年在这一时期，人们不断完善和提高了HVDC技术的稳定性、传输效率和负载能力，将其用于大规模的交流网络，推动了HVDC 技术的广泛应用。
4. 第四阶段:1990年~现在在这一时期，HVDC技术得到了更加全面和系统的发展，不仅在技术推广、特种用途方面有了广泛和深入的研究，也逐渐形成了应用范围广泛的HVDC系统 IPM（集成功率模块）技术，以及基于仿真模型的HVDC模拟分析和实验技术等。
2. HVDC技术的优势从HVDC技术的性质来看，其主要优势有以下三个方面：1. 传输效率更高HVDC不同于传统的交流输电，其输电线路加上高压直流线路后，能有效减少线路电阻及电感等的近似等效电路参数，从而大幅降低了能耗，在大跨越、高山、河流等难以使用高压交流输电的场合，HVDC技术不仅能够更好地满足输电需求，也能够有效保证输电所需要的效率。
IDC机房240V直流系统供电方案
d lt i iIDC机房240V直流供电方案—中达电通公司中达电通公司目录•机房供电现状及高直流供电的可行性•中达高压直流系统介绍•IDC机房高压直流供电的解决方案3IDC机房供电最关注的两个问题机房供电关注的个问可靠性节能4数据中心输入能源消耗分布制冷33%加湿3%空调9%IT 设备30%电能输入热量输出PDU5%UPS18%转换开关，线缆及其它1%照明1%系统条件N+1AC 5N+1 AC 双路供电30% 额定负载IDC机房供电模式UPS供电DC48V供电DC240V供电6在我国IT设备一直采用UPS电源系统供电或低压直流系统（48V）供电方式。
但近年来，随着计算机网络的迅速普及和数据业务的快速发展，特别是IDC业务的快速发展，传统的UPS供电模式的可靠性、安全性、经济性方面凸现的问题越来越多同时能源紧张的形式下寻求种低投资高可靠性低运营成题越来越多，同时能源紧张的形式下，寻求一种低投资、高可靠性、低运营成本的新供电模式成为当务之急，即高压直流供电模式。
目前两种主要供电模式目前两种主要供电模式：1).UPS 供电2).48V 直流供电UPS 旁路负负交流输入整流器逆变器静态载交流输入电整流器载7电池开关池UPS 与直流供电比较目前应用未来应用UPS 48V直流240V直流400V直流U S8V直流0V直流00V直流输出电压AC220V/380V DC48V DC240V DC400V 可靠性低高高高安全性较低高较低低系统容量大小较大大模块化否（部分模块化）是是是扩容简易性低高高高主设备通用性最高低高低功率因数低高高高效率低较高高高8维护方便性低高较高较低当前成本较高较低低较高高压直流供电可行性12VDC/DC5V3.3V12V5VDC/DC3.3V 9高压直流供电可行性1、数据设备电源具有高频开关电源特性——输入侧没有工频变压器，输入直流不产生短路阻抗，可输入直流2、数据设备电源模块输入直流——整流桥半桥导通，可用一定电压值的直流电提供能量3、数据设备电源是恒功率模块提高输入电压，降低整流二极管载流量，提高直流状——提高输入电压降低整流二极管载流量提高直流状态下稳定性只要输入合适电压的直流电, IT设备是可以正常工作10优势对比—可靠性可靠性高（1）蓄电池直接并联在负载端，当停电时确保供电的不间断.（2）不存在相位、相序、频率需同步的问题，系统（2）不存在相位相序频率需同步的问题系统结构简单很多，可靠性大大提高。
高压直流供电在数据中心的作用及影响
高压直流供电在数据中心的作用及影响【摘要】高压直流供电在数据中心中具有重要意义，可提高数据中心的效率和性能。
本文首先介绍了高压直流供电系统的优势，包括高效能转换和减少能源损耗等。
其次阐述了高压直流供电系统在数据中心中的作用，如提高设备的可靠性和稳定性。
然后探讨了高压直流供电系统对数据中心性能的影响，以及在节能降耗方面的重要性。
最后说明了高压直流供电系统在数据中心规划中的应用，为数据中心的构建和运行提供了重要支持。
总结指出高压直流供电在数据中心中的重要性，展望了其在未来的应用前景，预示着其在数据中心领域将发挥越来越重要的作用。
【关键词】关键词：高压直流供电、数据中心、优势、作用、性能、节能、规划、重要性、未来应用前景1. 引言1.1 介绍高压直流供电在数据中心中的应用高压直流（HVDC）供电系统在数据中心中的应用越来越广泛，这种技术通过传输高压直流电能来代替传统的交流电供电系统，以提高数据中心的效率和性能。
HVDC供电系统可以有效降低传输损耗，提高能源利用率和稳定性，同时减少对电缆和变压器等设备的需求，减少设备故障率和维护成本。
在数据中心中，HVDC供电系统可以提供更稳定、更可靠的电能供应，确保服务器和其他设备的正常运行。
HVDC供电系统还可以帮助数据中心实现动态调节电压、频率和功率因数等功能，提高系统的适应性和灵活性。
越来越多的数据中心开始采用HVDC供电系统来提升整体运行效率，降低能耗成本，并实现更环保的能源利用方式。
HVDC供电系统在数据中心中的应用将为数据中心的发展带来重要的推动力，带来更高效、更可靠的供电解决方案，有助于提升数据中心的性能和竞争力。
随着技术的不断进步和HVDC供电系统的不断发展，相信HVDC供电系统在数据中心中将发挥更加重要的作用，为数据中心的可持续发展做出贡献。
1.2 解释为什么高压直流供电在数据中心中具有重要意义高压直流供电系统相比传统的交流供电系统具有更高的能效。
在数据中心这样对能源消耗要求极高的场所，高效能源利用是非常重要的。
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关 键 词 ： Ｃ机 房 降 本增 效 高压 直 流 ２ ０ Ｄ ４Ｖ
１ 引 言
不 问 断 交 流 供 电 系统 （ Ｓ 目前 已 经广 泛 应 用 ｕＰ ） 据业 务 的飞 速发 展 ， Ｐ Ｕ Ｓ供 电系统 规 模 越来 越 大 ， 加 剧 了供 电压力 ， 大 了安 全 隐患 ， 增 也加 大 了设 备维 护
３２ 测 试 结 论 ．
在 浮充 电压 为 ２５ 的高压 直流供 电 系统 中 ． ６Ｖ 电池 备 用 时 间为 １小 时 。服 务 器 、Ｃ 机 和 路 由器 等 Ｐ 设 备 可 正 常 运 行 。但 Ｃ Ｔ显示 器 显 示 颜 色 不 正 常 。 Ｒ
在 市 电 中 断 的情 况 下 ， 载 可 由蓄 电池 组 正 常 供 电 ， 负 各 设 备 工作 正 常 。
４１现 场 情 况 ．
本 次 试 验 Ｉ Ｃ 机 房 是 某 电 信 运 营 商 市 分 公 司 Ｄ 的 通信 枢 纽 之 一 ， 电 电源 的 高可 靠 性 异 常重 要 。 供 电
力 机 房 的供 电情 况 如 图 ５所 示 。 房共 有 ６列 负 载 ． 机 绝 大 部 分 为单 相 服 务 器 。 由两 套 １ ０ ＶＡ 的 ＵＰ ２ｋ Ｓ为
１ － ｈ。 ＂＇ ３
量 。 确保 Ｕ Ｓ供 电 系 统 的 安全 运 行 ， Ｐ 已成 为 网 络 安
全 工作 的重 要 内容 。尽管 并 联 冗余 、 联 热备 份 、 串 双 总线 Ｕ Ｓ供 电 等方 式 能够提 高 Ｕ Ｓ供 电 的可 靠 性 ． Ｐ Ｐ 但 随 之 又 加 大 了机 房 使 用 面 积 和设 备 投 资 ， 同 时 Ｕ Ｓ供 电 系 统 的效 率 问 题 越 来 越 被 业 内人 士 所 关 Ｐ 注 。 所 周知 ， 众 直流 供 电系统 的可靠 性 和 高 效性 要 高 于 Ｕ Ｓ供 电 系统 ， ２ ０ Ｐ 自 ０ ９年起 ， 电信 运 营 商 市 分 某 公 司 开 始 探 索 使 用 高 压 直 流 系统 向 Ｉ ＤＣ机 房 供 电 。 通 过 几 年应 用 。 得 了安全 性 提 高 、 本 降低 的 良好 取 成
程 中各 设备 运行 正 常 。
在 正半 周 ， 电流 的走 向 如虚 线 ａ标 注所 示 ； 负 半 周 入 开 关 ，此 时各 设 备 立 即 由电池 供 电 ， 电压 迅 速 下 在
的 时候 ． 流 的走 向是点 划 线 ｂ标 注走 向 ， 电 四个 整 流 管 轮流 导 通 。 当采 用 直 流 电压 直 接 输 入 时 ， 而 由于 电 压 不变 相 ， 中两 个 整 流管 长 期 导通 （ ４ 。根 据 所 其 图 ） 加 电压 不 同 ， ａ或 ｂ一 直 导 通 ， 此 也 可 以为 后续 沿 如
电。市 电停 电时 ， 电池 放 电为 电信设 备 供 电 ； 时 蓄 长
间市 电停 电 时 ， 由备 用 发 电机 组 替 代 市 电 ， 供 交 流 提 输入 电源 。 与传 统 的 ．８ 直 流 电 源 系统 一 样 ， 电 ４Ｖ 蓄
＂ ４ ，典 型 的 蓄 电 池 备 用 时 间 为 于各 电信 运 营商 的 Ｉ Ｃ机 房 和通 信 局 站 中 。随 着数 池 备 用 时 间 为 ｌ￣２ ｈ 【 ）
第３ ２卷 第 ２期 ２１ Ｏ ２年 ６月
Ｓ ａ ｄ ｎ ｍｍｕ ｉａｉｎＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｈ ｎ ｏ ｇＣｏ ｎ ｃ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
山 东 通 信 技 术
ＶＯ． ． １ ２ＮＯ２ ３
Ｊｎ２ １ ｕ ．０ ２
高压直流供 电在 Ｉ ＤＣ机房 中的应 用探 索
王 成祥 周 舰 庄 波
（ 中国 联通 淄博 市 分 公 司 ， 淄博 ２ ５０ ） ５ ００
摘
要 ： 解 决 传 统 ＵＰ 为 Ｓ供 电模 式 安 全 性 、 济 性 方 面 存 在 的 问题 ， 电信 运 营 商 市 分 公 司积 极 探 索使 用 高 压 直 流 系 经 某 统 向 Ｉ 机 房 供 电 ， 得 了安 全 性提 高 、 本 降低 的 效 果 。 ＤＣ 取 成
２１供 电 示 意 图 ．
与 传 统 ４ Ｖ 供 电系 统 类 似 ， 压 直 流 供 电系 统 ８ 高
电路所 用 的直流 电 。 计算 机设 备 高频开 关 电源 的基本
工作原 理如 图 ２所 示 。
是 由多 个并 联 冗 余 整 流器 和 蓄 电池 组 成 的 ，如 图 １ 所 示 。正 常 情 况 下 ，整 流 器 将 市 电交 流 电 源 变换 为 ２ ０ 直 流 电源 供 给 电 信 设 备 ，同 时 为 蓄 电池 组 充 ６Ｖ
效 果
Ｉ■静
图 １供 电 示意 图
２２ Ｉ Ｃ 机房 服 务 器 电 源 直 流 供 电的 可 行 性 分 ． Ｄ
析
现 在 Ｉ Ｃ 机 房 的服 务 器 内部 一 般 使 用 Ｓ Ｉ 范 【 ） Ｓ规
高 频开关 电源 。 外 部输 入 的交 流 电转 化 为 内部 电子 把
２ 高 压 直 流 供 电 系统 原 理
驾 ｝Ｔ Ｉ： ｕ ∞ 厂 ｔ ｊ
图 ２ 高频 开 关 电 源 的基 本 工作 原 理
第 ２期
王 成 祥 等 ： 压 直 流 供 电 在 Ｉ Ｃ机房 中 的应 用 探 索 高 Ｄ
３ ６
图 ２可 以简 化 为 图 ３ 。实 际 上交 流 输 入 的 时候 ，
（ ） 拟 市 电停 电 ， ３模 拉掉 高压 直 流 系统 的 交 流输 降 ，８秒 后 达 到 最 低 点 ２ ０８Ｖ 开 始 回升 ，整 个 过 ４ ４ ．７
滤 波 电路 提供 正 常 的电 流供 应 。进 而 保 证 服 务 器 正 常供 电 。
交流 输
Ｊｌ 一 ｔ
． ．
一 妄； ］
一
－＝｛ ｌ Ｉｒ ＝ 一： Ｅ 一 ： Ｌ
图 ３交 流 输 入
Ｊ ．
．
４ 高压 直 流 供 电 系 统 运 行 和 节 能 测 试