供配電系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的動(dòng)力心臟,其設(shè)計(jì)和管理在整個(gè)數(shù)據(jù)中心中占有重要地位。目前，隨著數(shù)據(jù)中心的不斷發(fā)展，尤其是隨著云時(shí)代數(shù)據(jù)中心服務(wù)器規(guī)模越來(lái)越大、功率密度越來(lái)越高，供配電系統(tǒng)也出現(xiàn)了新的訴求和新的發(fā)展趨勢(shì)，比如更優(yōu)的設(shè)計(jì)和智能化的管理。具體來(lái)說(shuō)，云時(shí)代數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)主要有以下3大發(fā)展趨勢(shì)：

趨勢(shì)一：供配電融合設(shè)計(jì)，全鏈路監(jiān)控

大型數(shù)據(jù)中心超高的功率密度導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心供配電往往越做越大。一個(gè)3000㎡的數(shù)據(jù)中心基本需要1.5MW的供配電，UPS一般需要并機(jī)才能滿(mǎn)足需求。

但是并機(jī)方案上下級(jí)配電配置繁冗，占地面積大，且并機(jī)線纜多，施工復(fù)雜，比如一個(gè)3并機(jī)安裝往往需要連接14組線纜，安裝時(shí)長(zhǎng)約為120人時(shí)。

此外，由于配電、UPS以及電池監(jiān)控相互割裂，供電鏈路一個(gè)故障就會(huì)多方告警，引起告警風(fēng)暴，故障難定位，一些重大風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法主動(dòng)隔離，帶來(lái)事故隱患。

供配電系統(tǒng)融合的設(shè)計(jì)方案

l輸入輸出柜及UPS融合于一體

l減少了繁冗配電，節(jié)省占地和安裝時(shí)間

l供配電全鏈路監(jiān)控，故障快速定位，提升可靠性

趨勢(shì)二：模塊化設(shè)計(jì)，提升運(yùn)行效率與運(yùn)維效率

目前高頻塔式UPS與模塊化UPS均可做到最高96%的效率值，但這是在負(fù)載率在50%以上才能達(dá)到的，常見(jiàn)工況下UPS負(fù)載率在20——40%左右。高頻塔式機(jī)在此工況下只能做到94——95%的效率，而主流模塊化UPS普遍具備“模塊休眠”特性，在保證一定系統(tǒng)冗余的基礎(chǔ)上，可以休眠一定數(shù)量的模塊(手動(dòng)或者設(shè)置自動(dòng))，讓UPS系統(tǒng)工作在效率比較高的區(qū)域，即保持在效率最高點(diǎn)96%附近。

另外，對(duì)于高頻塔式UPS系統(tǒng)，擴(kuò)容困難，運(yùn)維復(fù)雜，維護(hù)技能要求高，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心技術(shù)人員誤操作風(fēng)險(xiǎn)大大增加，發(fā)生故障時(shí)即使有備件也無(wú)法快速處理，而且必須由原廠售后完成維護(hù)，導(dǎo)致系統(tǒng)恢復(fù)周期長(zhǎng)，增加了業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn)。

模塊化UPS支持在線熱插拔，靈活適配業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)發(fā)展的需要，維護(hù)時(shí)間縮短至5min，使業(yè)務(wù)因供電問(wèn)題而中斷的風(fēng)險(xiǎn)大幅降低。模塊化UPS可靠性更高，更加符合現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行要求，同時(shí)在效率、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性方面也具有傳統(tǒng)UPS不可替代的優(yōu)勢(shì)。

趨勢(shì)三：鋰電UPS成為數(shù)據(jù)中心新的選擇

電池是供配電的關(guān)鍵組成部分，作為動(dòng)力提供的最后保障，其狀態(tài)的好壞直接影響到供配電系統(tǒng)的正常工作。在當(dāng)前UPS電源供應(yīng)領(lǐng)域，應(yīng)用鉛酸電池解決方案比例較高。

但是鉛酸電池使用壽命短，可靠性差，能量密度低，占地面積大等缺點(diǎn)日益凸顯，使得UPS整體解決方案的可靠性，可用性，靈活性大打折扣。

和鉛酸相比，鋰電在技術(shù)上有明顯的優(yōu)勢(shì)：

①鋰電UPS使用壽命內(nèi)電池更換次數(shù)較少(可能無(wú)需更換)，從而消除電池更換造成的宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

②同等能量下，重量為鉛酸蓄電池的四分之一。

③放電次數(shù)是鉛酸蓄電池的5倍以上。

④在多種主要斷電場(chǎng)景中，充電速度提高4倍以上。

正因?yàn)殇囯姷闹T多優(yōu)點(diǎn)，加上鋰電價(jià)格的降低和鉛酸電池成本的逐年上升，鋰電UPS解決方案正成為客戶(hù)的新選擇。

比如，華為的FusionPower系列UPS將輸入輸出柜及UPS融合于一體，不僅減少繁冗配電，更為客戶(hù)節(jié)約40%占地面積和60%安裝工時(shí);全模塊冗余設(shè)計(jì)，可做到無(wú)單點(diǎn)故障，匹配關(guān)鍵部件失效預(yù)警，系統(tǒng)異常主動(dòng)脫扣功能、iPower智能管理手段，保障系統(tǒng)可靠運(yùn)行，同時(shí)簡(jiǎn)化運(yùn)維工作。

iPower具備供配電全鏈路可視化監(jiān)控，定位故障點(diǎn)，同時(shí)具備故障錄波輔助分析功能;具備風(fēng)扇、電容、電池等易損器件健康度檢測(cè)功能，提前識(shí)別故障隱患，對(duì)于風(fēng)扇采用轉(zhuǎn)速智能檢測(cè)方式，對(duì)于電容采用壽命預(yù)測(cè)方式，對(duì)于電池采用智能電池內(nèi)阻、溫度、電壓檢測(cè)，自動(dòng)分析電池SOC(容量狀態(tài))與SOH(健康狀態(tài))，同時(shí)具備配電系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)溫度監(jiān)控功能，對(duì)銅牌溫度狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)行早期失效預(yù)警，降低失火風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)FusionPower配套華為自研的SmartLi鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案，提升數(shù)據(jù)中心可靠性與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，具備高可靠，使用壽命長(zhǎng)，占地面積小，運(yùn)維簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

華為SmartLi的均流技術(shù)支持新舊電池柜混用，鋰電柜并柜環(huán)流控制在2%以下，降低Capex。SmartLi采用磷酸鐵鋰電芯、模塊化設(shè)計(jì)、三級(jí)BMS系統(tǒng)(從電芯到電池柜，再到電池柜并聯(lián)系統(tǒng))，層層保障鋰電的可靠性。