馬登
摘 要 分布式電源(DPS)系統(tǒng)是根據(jù)傳統(tǒng)集中式不間斷供電系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的一種改進(jìn)技術(shù),具有占用機(jī)房空間少,部署方式靈活,可分批次快速部署等特點(diǎn),現(xiàn)在主要和微模塊結(jié)合應(yīng)用于大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)。本文就分布式電源系統(tǒng)(DPS)在傳統(tǒng)通信機(jī)房中的應(yīng)用提出探討方案。
關(guān)鍵詞 分布式電源;配電系統(tǒng);可靠性
引言
隨著數(shù)據(jù)通信的發(fā)展,傳統(tǒng)通信機(jī)房逐步開始進(jìn)行數(shù)據(jù)機(jī)房建設(shè),但通信機(jī)房原有的建筑特點(diǎn),站點(diǎn)規(guī)劃思路落后的特點(diǎn)阻礙了其進(jìn)一步的發(fā)展,分布式電源系統(tǒng)很好地解決了以上問題,本文就分布式電源在傳統(tǒng)通信機(jī)房的應(yīng)用進(jìn)行探討。
1什么是分布式電源
分布式電源(DPS)系統(tǒng)是傳統(tǒng)不間斷供電的一種改進(jìn)技術(shù),主要針對(duì)數(shù)據(jù)中心不間斷供電系統(tǒng)的缺陷進(jìn)行了改進(jìn):如供配電和蓄電池組重量大,需配置單獨(dú)的UPS配電室和蓄電池室;配電方式不夠靈活,建成初期系統(tǒng)負(fù)載率較低;設(shè)備電源的可靠性對(duì)不間斷系統(tǒng)依賴高等。
分布式電源系統(tǒng)將電源模塊和鋰電池模塊安裝于每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜內(nèi)部(占用4~6U的空間),為機(jī)柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行供電。在系統(tǒng)斷電時(shí),由鋰電池模塊放電對(duì)設(shè)備提供不間斷供電。根據(jù)電源模塊的不同分布式電源系統(tǒng)可以分為分布式高壓直流系統(tǒng)和分布式UPS系統(tǒng)兩種,供電方式也是多種多樣,目前較經(jīng)濟(jì)的為1路市電+1路分布式電源供電方式。本文主要就分布式UPS系統(tǒng)進(jìn)行介紹,方案分析中采用1路市電+1路分布式電源的方式進(jìn)行比較和探討[1]。
2分布式電源系統(tǒng)特點(diǎn)
與傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)相比,分布式UPS系統(tǒng)在部署方式,部署靈活性和安全性等多個(gè)方面均有很大的提升,如下:
(1)節(jié)省機(jī)房空間。分布式UPS系統(tǒng)安裝于機(jī)架內(nèi),省去了UPS室和蓄電池室的建設(shè)空間,可節(jié)約近30%的機(jī)房空間,不僅僅是數(shù)據(jù)中心機(jī)房的建設(shè)中具有極大的誘惑力。
(2)部署方式靈活,可分批建設(shè),降低工程初期成本。分布式UPS系統(tǒng)可根據(jù)建設(shè)的需求靈活部署,提高了供電系統(tǒng)的利用率(降低損耗),避免集中式UPS系統(tǒng)部署后長期利用率低的問題,初期的建設(shè)成本也得到了控制。
(3)提高了系統(tǒng)的安全性。分布式UPS系統(tǒng)采用分散供電的方式,將供電模塊和電池分散至每個(gè)機(jī)柜中,降低供電系統(tǒng)出現(xiàn)大面積故障的可能,提高系統(tǒng)安全性。
(4)綠色環(huán)保。分布式UPS系統(tǒng)采用磷酸鐵鋰電池不含鉛和硫酸,清潔無污染,對(duì)環(huán)境造成的污染大大降低。
(5)使用壽命長,綜合造價(jià)高。作為新興的綠色能源,磷酸鐵鋰電池使用壽命可達(dá)到8-10年,但分布式UPS系統(tǒng)的造價(jià)也在3萬元/機(jī)柜以上,高昂的造價(jià)限制了其進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用[2]。
3通信機(jī)房現(xiàn)狀分析
隨著近幾年通信機(jī)房大范圍的光進(jìn)銅退,傳統(tǒng)交換業(yè)務(wù)退網(wǎng),空閑的大面積機(jī)房為數(shù)據(jù)機(jī)房的建設(shè)提供了可能,但通信機(jī)房的原有的建筑特點(diǎn),原有機(jī)房規(guī)劃落后和市場的特點(diǎn)經(jīng)常會(huì)阻礙其進(jìn)一步發(fā)展,主要如下:
(1)站點(diǎn)低壓配電系統(tǒng)容量低,安全保障等級(jí)不高,無新增大容量UPS系統(tǒng)所需的大容量空開;
(2)通信機(jī)房電力電池室規(guī)劃面積小,機(jī)房內(nèi)樓板承重低,無法滿足大容量蓄電池組的布置要求;
(3)業(yè)務(wù)需求不明確,無潛在客戶,或意向客戶需求尚不明確;
(4)初始資金不足。在潛在客戶和業(yè)務(wù)收益均不明確的前提下,電信很難投入大量資金進(jìn)行機(jī)房建設(shè)。
4分布式電源系統(tǒng)在通信機(jī)房中的應(yīng)用方式探討
分布式電源系統(tǒng)安全保障性高,部署方式靈活的特點(diǎn)非常適用于通信機(jī)房中,考慮到分布式電源系統(tǒng)的綜合成本較高,可在通信機(jī)房改造項(xiàng)目中優(yōu)先推廣應(yīng)用。分布式電源可有效解決以下問題:
(1)電力電池室空間不足,機(jī)房改造困難或改造成本太高;
(2)機(jī)房內(nèi)新增機(jī)架空間不足,需壓縮輔助用房面積安裝機(jī)柜;
(3)工程分批進(jìn)行建設(shè),初始投資不足。
下面就通信建設(shè)中的應(yīng)用場景進(jìn)行分析和探討。
電信某縣局政企客戶需為政府部門建設(shè)政企云機(jī)房,計(jì)劃建設(shè)40個(gè)機(jī)柜,單機(jī)柜設(shè)備功率4kW,其中一期建設(shè)20個(gè)機(jī)柜。
電信機(jī)房現(xiàn)狀:單路市電引入,變壓器容量為400KVA,峰值負(fù)荷達(dá)205kW;柴油發(fā)電機(jī)組容量400kW,峰值負(fù)荷180kW;UPS系統(tǒng)負(fù)荷無剩余,電力室新增UPS系統(tǒng)空間充足,電池室已滿。政務(wù)云機(jī)房可設(shè)置在2層通信機(jī)房內(nèi),面積220平。
分析:縣局政務(wù)云機(jī)房建議根據(jù)數(shù)據(jù)機(jī)房C級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè),根據(jù)客戶要求采用冷池方式進(jìn)行建設(shè)。
政務(wù)云機(jī)房一期負(fù)荷需求估算=設(shè)備+空調(diào)及其他=4*20*0.8(并機(jī)系數(shù))*1.7(估算PUE)=108.8kW。
終期負(fù)荷需求估算=4*40*0.8(并機(jī)系數(shù))*1.7(估算PUE)=217.6kW。
現(xiàn)有變壓器和柴油機(jī)組的負(fù)荷可滿足一期負(fù)荷 ,若是綜合考慮終期負(fù)荷需求,則需對(duì)機(jī)房內(nèi)現(xiàn)有低配系統(tǒng)和柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行升級(jí)改造,投資大,業(yè)務(wù)審批和流程耗時(shí)長。為保證工程建設(shè)的安全性,有如下兩種方案進(jìn)行分析比較:
方案一:采用模塊化UPS系統(tǒng)建設(shè),新建200KVA系統(tǒng),在二樓機(jī)房內(nèi)隔斷出蓄電池室(承重需加固),考慮到單路市電供電情況,蓄電池組容量不小于2*300AH/480V。變壓器和柴油發(fā)電機(jī)組均需要升級(jí)改造,考慮到電信自有業(yè)務(wù)的發(fā)展,建議變壓器選用800KVA及以上容量,柴油機(jī)組常用容量不小于800kW。
方案二:采用分布式UPS系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè),機(jī)柜內(nèi)安裝6KVA分布式UPS系統(tǒng),磷酸鋰電池容量15AH(后備時(shí)間半小時(shí)以上)。
如下為兩種方案經(jīng)濟(jì)性對(duì)比:
方案分析:兩種方案均切實(shí)可行,采用模塊化UPS系統(tǒng)建設(shè)需整體考慮機(jī)房整體方案,一次性完成電力基礎(chǔ)的建設(shè),前期投資高,設(shè)備運(yùn)行負(fù)載率低,同時(shí)由于涉及電力審批和機(jī)房加固的進(jìn)行,施工周期很長,但整體造價(jià)較低。
采用分布式UPS系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)則供電系統(tǒng)可以采用分批采購和施工,前期不需要油機(jī)和低配系統(tǒng)的改造,機(jī)房加固,可進(jìn)行快速部署和施工。同時(shí)采用分布式電源系統(tǒng)使得電力系統(tǒng)的利用率得到提升,供電系統(tǒng)整體的安全性也更有保障,除此之外還可以提供更多的機(jī)柜。此方案的缺點(diǎn)也比較明顯:但方案的整體投資較高。
建議實(shí)施方案:由于項(xiàng)目施工周期短,客戶對(duì)于二期設(shè)備部署無詳細(xì)方案,建議采用分布式UPS系統(tǒng)進(jìn)行分批部署施工,一期工程完工后密切跟蹤客戶設(shè)備使用情況和需求,以應(yīng)對(duì)二期機(jī)房的建設(shè)。
5結(jié)束語
分布式電源系統(tǒng)的部署方式靈活,安全性高的特點(diǎn)非常符合現(xiàn)有通信機(jī)房的使用要求。其重量輕,不占用機(jī)房空間,綠色環(huán)保的特點(diǎn)注定會(huì)成為今后各機(jī)房建設(shè)的重要選擇。目前受限于綜合造價(jià)尚未大面積推廣使用,如何在投資和機(jī)房改造之間把握平衡是其在通信機(jī)房中大面積推廣和應(yīng)用需要解決的問題。
參考文獻(xiàn)
[1] 史海疆,李興林.大型數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討——訪悉地國際設(shè)計(jì)顧問有限公司電氣總工李興林[J].電氣應(yīng)用,2016,35(12):6-8.
[2] 朱關(guān)峰,張學(xué)志,王麗.DPS在數(shù)據(jù)中心機(jī)房中的應(yīng)用及分析[J].電信快報(bào),2013(4):38-40.