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未来的网络电源架构

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-10-01 0:24:32 * 浏览: 11
主电源和高压直流电的混合电源系统是ICT领域电源架构的新发展方向。它使用高压直流电源作为保证电源的基础,并使用主电源作为主电源。它不仅利用市电直接供电的高效率,而且获得了直流系统。高安全性。这种电源架构可以很好地实现节能降耗,解决了长距离供电和高功率密度供电的问题,达到了高效,高可靠性,轻便的目的。 var_bdhmProtocol =((“ https:” == document.location.protocol)?” https://”:“ http://”),document.write(unescape(“随着Internet和云计算的蓬勃发展, ICT(信息通信技术,信息通信技术)的业务融合趋势也在不断加强,下一代的下一代网络对供电系统的建设和运营提出了新的要求。未来的网络电源架构需要具有高可靠性,高效率以及灵活的电源扩展能力,能够应对突发业务的高承载能力,并具有集成,智能,可扩展的电源系统运行管理以及轻巧的特点低成本供电系统的建设模式和运行模式。 1通信局供电系统存在的问题(1)高能耗,高初始投资。传统通信局和数据中心的基础设施建设采用一站式模式,长期需求大,初期建设规模大,投资大,远远超过了短期业务需求。因此,初始电源系统和制冷系统长时间以低负载率运行,并且整个计算机室的PUE值较高,从而导致高能耗运行。 (2)机房原有的电源系统难以使用。传统的通讯办公室正在淘汰和重用旧的办公室。现有供电和配电系统的容量和系统结构无法满足新的未来网络的电力需求,而原始动力电池室的面积和供电电压已无法满足新的需求。 (3)建设标准不适应未来网络的发展趋势通信电源系统建设标准应符合通信设备和通信网络的高可靠性和高可用性要求,但这些标准和指标要求已不再适合于网络的发展。 ICT融合技术和未来网络架构的下一代网络安全性。迫切需要建立适应未来网络的新施工标准和技术指标体系。 (4)现有机房改造困难由于应用场景的不同,传统的通信局和数据中心采用不同的建设标准和设计规范,所建机房之间的差距非常大,各机房无法重复使用其他,与ICT领域的融合和发展不匹配。运营商现有的大量通信集线器,群集和集成访问机房需要从传统的通信服务更改为新的SDN(SoftwareDefinedNetwork,软件定义的网络)。 ),NFV(网络功能虚拟化,网络功能虚拟化),云计算业务迁移,如果您参考现有的数据中心标准进行转换,将会产生巨大的投资浪费和进度滞后。 2电源架构技术在现阶段的发展,电源系统转换效率越来越高。对于高频UPS和高压DC产品,当前主流产品效率已达到95%,未来的改进空间非常有限。在轻资产和高功率的推动下,由于效率和其他方面的压力,运营商将尝试更高效的电源架构,而不是专注于提高性能。电力系统本身。为了满足SDN,NFV,云计算和超宽带网络等新技术和服务的发展需求,未来网络的电源架构将采用“标准化,高效,池化,灵活,可扩展和智能化”作为发展方向。面对多种场景中复杂电源架构的集成,标准架构模型用于满足各种传统服务和新Internet服务不断变化的需求。 (1)标准化建立统一,标准化的电源架构,在该架构内,通过调整系统配置方案和运行策略,为多种类型的复杂场景的应用模型和层次结构的业务对象服务。在可预见的将来,直接公用事业供应架构将用作运营商未来各级网络机房的标准电源架构。 (2)高效电源架构需要从两个方面实现高效目标:①从市电引入到ICT电子设备的整个输电过程应尽量减少电源转换环节,即减少交流电以及直流电源转换和电压调整。 ②在输电过程中,低压输电部分尽可能靠近ICT设备,以减少输电部分的线路损耗。 ③高效电源架构的目标是使用城市电力来承担ICT设备的全部负荷,并确保电源通常在待机模式下工作。仅在电源出现故障时才能使用。 (3)资源池未来的网络机房将有多个完整的供电系统。这些电源系统可以独立工作,也可以通过简单的直接连接工作以形成大型资源池。通过统一的电源管理平台,可以根据业务需求自动调整电源分配,解决电源的集中,优化和共享。供电系统的资源池可以充分利用现有的供电系统,提高供电系统的负荷率和效率指标,实现资源利用的优化,节省电力,空间和冷却方面的投资。机房,大大减少了供电系统的运行和维护。成本。 (4)灵活可扩展灵活可扩展是指已经部署在电源体系结构中的电源系统可以在线扩展,这种在线扩展不会影响在线服务的运行。它可以在原始电源系统中实现,也可以通过在合并电源系统后添加新的电源系统来实现。 (5)智能化是基于电力系统资源池,将运行与监控分离,并对所有电力系统运行进行云管理。顶级的云能源管理策略作为整个能源管理的中心,通过该中心实现与云资源池的对接,将ICT设备和电力系统结合为一个集成系统,实现高效运行的目标。这种智能措施需要支持云资源的动态迁移,电力系统的动态负载分配以及诸如调峰和填谷等智能管理解决方案。 3市电供电现状分析根据中国电联可靠性管理中心发布的统计数据,2015年全国10kV用户平均供电可靠性率RS1为99.88%,平均停电时间为10.50。每个家庭的小时数。在华北地区的六个地区中,华北,华东,华中和华南地区的城市用户平均停电时间为每户4.08小时,低于全国平均水平。多年来,全国各城市10kV主要用户的电源可用性指标请参见图1至图3。目前,传统的通讯局机房和数据中心基本上都建在经济发达地区或使用专用电源。供应线。电网环境相对较好,停电次数相对较少。根据中国电力企业联合会可靠性管理中心发布的统计数据,主要城市10kV用户平均停电次数低于第一类市电提出的指标,但平均停电时间指数为略高于第一类市电规定的0.5。 H。因此,在此阶段,为主要城市的用户引入单通道10kV主电源的可靠性非常接近标准YD / T1051中规定的一流电源要求。 4新电源架构分析根据中国电力联合会可靠性管理中心发布的数据,全国10kV主要城市用户的供电技术指标已超过ICT设备电源输入指标的要求。同时,电源可用性指标是YD / T1051标准之一。相似的城市电力非常接近,因此城市电力具有直接供应ICT设备的条件。采用市电直接提供ICT设备后,整个供电系统的损耗将仅为线路损耗,而没有能量转换损耗,从而大大提高了整个供电系统的供电效率。 (1)市电混合电源架构市电混合电源系统可以解决由于服务器双电源共享模式和UPS的使用而导致数据中心服务器的电源效率低,电源系统能量损失大的问题。市电混合电源系统的基本系统架构包括:一组服务器(包括双回路),市电直接连接到服务器电源,第二市电连接到保证电源(ACUPS /高压)直流电),保证电源输出侧与第一个双向服务器电源连接。在市电混合供电系统中,当一个市电发生故障时,与另一个市电相对应的保证供电设备可以及时输出所需的负载,以使服务器设备不间断工作。具体的系统结构如图4所示。目前,市场上大多数服务器都配备了双电源模块。各个开关电源降压后,双电源模块并行输出到最终的电气设备,例如服务器主板。将直接导致服务器掉电。近年来,随着主电源质量的逐步提高,服务器电源模块的适应性增强以及用户对ACUPS的低能效的不满,考虑到了建设成本为了提高系统效率和可用性,一些用户已经开始尝试采用1路主电源+ 1 ACUPS的同时供电方案。然后,随着HVDC的逐渐成熟,一些用户也开始尝试同时使用1个主电源+ 1个HVDC。现有的大多数交流服务器电源都可以在DC 240V电压条件下工作,但在336V DC电源系统输入条件下不能工作。如果需要在336V直流电源系统的输入条件下工作,则服务器需要使用为336V直流电源系统设计的服务器电源。 (2)市电+ ACUPS程序该程序使用1个市电+ 1 ACUPS(包括完整的UPS和模块化UPS)。在保证高可用性的基础上,建设投资减少了近一半,运营效率提高了5%以上,具体结构如图5所示。①可用性:随着国内电力的稳步提高近年来,随着供电质量的提高,电力公司可以保证的供电可用性不断提高。 1个主电源+1个ACUPS配置的系统可用性可以达到5到6 9s,高于传统的N + 1并联连接冗余配置输出伪造的双回路UPS系统,建设成本:与传统的N + 1配置ACUPS相比③运行效率:由于市电侧的供电效率接近于1,因此按负载率配置合适的地方约为5%她胜过具有N + 1配置的ACUPS。 (3)市电+ HVDC方案随着逐渐成熟的240V / 336V高压直流电,逐渐尝试使用1个市电+ 1个HVDC(240V / 336V)共享电源方案。目前,它已开始在某些数据中心大规模应用。结构如图6所示。①可用性:由于HVDC系统本身的可用性高于ACUPS系统,因此1个主电源+ 1个HVDC配置的系统可用性可以达到8-9 9s,高于1个主电源+ 1个ACUPS配置,可以实现系统故障的可预测性②施工成本:与1个主电源+ 1个ACUPS配置的系统相比,建设投资略低lower③操作效率:主电源的供电效率接近1 ,并且HVDC本身具有模块休眠功能,因此,实际的终端配电系统效率可以达到96%,这比配置了1个主电源和1个ACUPS的系统高约2%。 (4)主电源架构如果有必要将服务器电源系统的电源效率进一步提高到理想电源效率空间99%,则取决于服务器电源是否可以在主电源上工作。以及确保电源热备用的方法。在1个主电源+ 1个HVDC240V / 336V双输入的条件下,可以采用1个主电源+ 1个HVDC热备用的工作模式。双电源服务