高压直流电源系统介绍易国华：非常感谢各位利用给我这个汇报的机会，时间关系，我只讲一些重点。

简单介绍一下公司，我们公司的产品主要有四大类，一个是通信电源系统，第二在电力系统当中使用的电力操作电源系统，第三是高压直流系统，应急电源。

这是我们在电力行业里面使用的电力操作电源系统，主要在变电站、电厂。

这是电力操作电源核心，跟我们通信电源相类似，模块等等。

这是应急电源，主要是消防上的，一些大的用户电里面实际上是锂电器。

这是室内和室外的系统。

今天主要把时间放到高压直流上面，主要是替代UPS的目的。

我们数字机房包括一些计算机终端来供电的，既然高压直流是替代UPS的，必须了解这两个之间的区别。

高压直流从AC到DC，UPS比高压直流多一个变换。

UPS和高压直流相比存在哪些问题呢?第一个主要多了一个变换效率比较低，第二系UPS的输出采用工频滤波损耗大。

UPS控制复杂，可靠性降低。

UPS的电池在输入端，如果UPS本身出故障，他一定要保证自己不出问题才可以不间断。

UPS并机要需要同频、同相、同电位，并机复杂，可靠性低。

我说这个东西也简单，它的可靠性越高。

高压直流并机是直流并联，只有同电位的问题，控制非常简单。

只要电压相同就可以。

UPS系统并联数量上受到限制，高压直流是没有这个限制的，我们实际操作当中一般是40台并联。

UPS现在机房使用绝大多数都是1+1并联方式，实际负荷单机往往小于40%，这样一来单台机的运行效率很低，70%左右。

高压直流现在使用是N+1方式，因此它的符合可以达到70-80%，一般涉及到80%以下。

现在的高压直流效率在30%的负载的时候可以做到92%，我们的效率在92%以上。

值得一提是高压直流这种N+1方式维护起来非常的方便，大家知道大型UPS出故障之后大家都傻眼了，没有什么招了。

而高压直流由于电池的存在，N+1的系统最大的好处我个人认为实际上是维护，你不太担心他。

从上面的比较优势我们发现罗列一下大家关心这几点，第一是可靠性，高压直流我48伏电源相比本质上没有什么区别，就是电压高，就是它的5倍。

其他性能都差不多的。

可维护性这是大家最关心的高压直流肯定好，投资成本当然我们这是跟1+1相比，如果说UPS使用N+1这个投资成本不会降这么多，如果地采用是现在一般大型都是1+1的，实际上是高压直流的成本两倍。

现在高压直流生产厂家比较高，原来UPS是国外进口比较多，这个成本相应来说它的报价也会高一些，本身成本也会高一些。

UPS多一级的变化，所以里面的控制复杂，本身成本就高一些，高压直流本身就便宜一些。

然后能耗可以降30，最差可以降20%。

第二个我们关心的问题就是高压直流为什么可以替代UPS?这里面很简单，因为我们的服务器电源99%以上都是高频开工电源，实际上把交流供过来UPS，UPS供过来的电整成直流，然后再变成正负12伏和5伏甚至是24伏，这种变化实际上是ACDC到DCDC，这个UPS 供电的交流本身要走成直流，我就给他供直流就完了啊，不要这中间进行转换。

唯一存在的问题就是电压范围，UPS给你供电电压范围是有的，不是所有都可以供电。

服务器的电源就是176-240伏这个范围是可以的，如果比176还低那我们普通的服务器电源是不行的。

当然通过校正之后可以达到100伏甚至之是90伏，当然我们服务器电压不是所有都校正。

因此我们的高压直流的电源范围跟我们的交流电源176-240伏的电源范围，才满足所有的服务器电源的电压范围。

这个电压值176伏的时候是216，246伏的时候对应的电压大概是369的样子。

我们选择高压直流的电压，我们选择的电池是120多，跟新电源48伏刚好是5倍，最高电压是282，我们的低电压也符合，我电池放电1.8伏的时候也符合我的服务器电源的电压要求。

当然我们现在的服务器电压不是所有都能用，有哪几类不能用，第一类工频电压器之类的肯定是不能用的，这样电压器会烧掉的。

中国电网是50赫兹，美国电网60赫兹，然后做一个110、120伏的切换，这种电源就不能用高压直流，他必须改造，不是不能用，必须把这个频率检测去掉，进行一些改造。

还有服务器电源检测的交流的使用不是交流端这块的平衡直电流或者是峰值电流，使用是耦合过来的检测的。

它的电压远远不够，正常电压范围内他已经保护了，这种电源也需要把电压保护改一改，这需要服务器厂家做。

实际上这类电源很少，我们现在发现其实是不多得。

下面介绍一下系统的产品，高压直流系统产品和48伏电源基本上是类似的，也就是说他是一个直流输出挂件电池。

48伏电源你从正级到负级摸都没有问题，因为人体电压36伏，实际上48伏电源对一般人也没有问题，但是高压直流就不行，如果说你的正级或者是负级接地，如果你手摸过去之后，就会跟大地接地，就会把人给打死的。

我们交流之所以会打死真是因为A线接地，人摸到过去，就会打死，打死人是电流，不是电压。

伏地根据原因就是对人的安全。

长期以来电力操作电源都是二极管输出的，标准规定就是二极管输出的，是0.5的损耗。

后来发现在高压直流的情况下48伏是有区别的，本身输出如果有问题的话，五倍的通信电源的电压对系统的影响还是很大的。

我也现在理解了为什么电力系统里面二极管一直不让取消，我在电力系统建议过，他们一直不让，二级管隔离最大好处就是把模块输出和系统隔离开来，模块输出有任何问题跟我没有关系。

其他这块输出我们采用是列头柜这块加强检测，伏地这块要检测到他确实伏地，不伏地就会存在安全的隐患，原则来讲这要放在列头柜里面。

系统上不会发生接地不良，这是我们的高压直流系统，我们标准设计是一体化柜，包括交流配电，直流配电以及我们的电池结构都在上面，底下是我们的直流模块。

旁边这个是我们的列头柜，相当于我们的新电源的直流配电柜。

系统技术指标里面有几个值得关注的，一个是电压范围323-475伏，然后是功率因素有两类，一类是0.93，一类是0.99，0.99将来要校正的，这就小于10%，完整来说应该是小于5%。

输出电压范围，我们这个范围应该是保证我们的服务器一定要正常的工作，这样一来我们的输出电压范围应该在216到我们的电池的跟踪电压282。

还有我们的系统效率也是94.8%，这是比较高的。

这是我们的模块，靠右边是240伏的模块。

这个模块的效率能够达到95%，主要我们采用是全软开关技术，效率比普通的一项软开关高三个点。

这是我们模块一些特点，特点里面主要是二极管隔离输出，再一个模块采用的是温控，随着模块温度升高，我风扇电压会加大，温度低于45度的时候我的风扇会关掉，这样是把风扇的寿命延长了。

还有风扇不转他的灰尘会少一些，是我们一些监控，监控里面我们加了休眠功能，电力操作电源目前来讲没有这个概念的。

电池巡检仪我们加了是两级结构，下面用的是电池检测模块，然后所有的检测底下下沉单电压，所有信息都上升到我们的监控单元，这里做的是两级结构。

绝缘监测分三层结构，最下层是漏电流传感器，测了两个支，同一个支路的正负线，流出去的电流和流回来的电流相等就是没有漏电流，如果流出去的电流和流回来的电流不等就证明有漏电流，可以进行定位。

最后讲讲我们高压直流总结一下，一个是系统最大的特点就是高效率、高可靠性、维护方便、体积小、重量轻，还有比较完善电池管理功能，完善的绝缘监测功能。

我们大概在5、6个省市有70多套系统在用，谢谢大家。

高压直流供电系统替代UPS可行性较强 2011年3月1日14:36 通信世界周刊作者：中国联通合肥市分公司孙育河中国联通高度重视电源的安全可靠运行，将高压直流供电系统(HVDC)作为未来机房供电系统选择之一，多个地方公司均开始探索和分析机房IT设备采用HVDC的可行性，并取得阶段成果。

目前中国联通在山东等省市进行了HVDC试点。

中国联通合肥市分公司拥有基站1000个左右以及6个大通信枢纽楼，其中通信电源数量较多，数量逐年增加。

为应对未来通信网络供电系统新需求，合肥联通已经对包括HVDC 在内的电源技术进行深入研究和学习。

通过与传统通信机房供电系统UPS（不间断电源）进行对比，我们发现HVDC供电系统在投资、可靠性、运营成本等方面优势显著。

传统UPS存在四大问题UPS和-48Vdc系统存在缺陷。

UPS备用能源在系统中的可靠性比电池本来具备的可靠性降低了很多，电池的可靠性Rb=0.99，而UPS备用能源供电可靠性仅为0.88。

UPS系统整体利用率低。

UPS冗余系统的每一路输入配电都有可能是主用，其中任何一台UPS都必须能够带起全部负荷，双机冗余UPS系统负荷率小于35%，UPS输出三相不平衡，直接导致UPS降容使用，存在单机利用率低的缺点。

UPS输入配电除主路外，其它输入配电处于空载待用，使用效率很低，机房前期建设投入大、负荷规划浪费，而且后期系统扩容难度大。

UPS带来供电系统谐波分量增加，导致变压器利用率下降、柴油发电机支撑能力削弱，影响到整个供电系统的安全性、利用率。

并联UPS之间不可能消除的环流问题，增加了UPS的无功损耗，降低了系统的可靠性。

UPS应急保障和可维护性差。

UPS在线维修复杂、在线扩容困难、割接难度大，不同设备型号、不同系统间无法实现互为冗余，逆变、滤波电容等关键器件更换困难。

若UPS逆变器发生故障，系统将转向旁路供电，但对于某些通信负载，低质量的市电可能对设备的安全运行带来严重故障隐患，而且后备蓄电池组被隔离开，起不到保护作用。

-48Vdc系统无法满足大功耗通信机房要求。

近年来由于数据通信的发展非常迅速，机房耗电量越来越大，目前单机架功耗增加很快，某通信机房实测单机架功耗达9~12kW/架，有些单机架高达31kW左右。

耗电量的增加需要更粗的电缆和更大的电流，这将进一步导致成本增加和散热量加大。

HVDC更可靠、更节能HVDC供电相对于传统UPS供电，不但可靠性高、效率高、节能成效显著，而且特别适用于负载重的机房。

该技术可推广性强，适合通信机房新建及改造。

传统UPS供电原理图如图1所示，HVDC供电原理图如图2所示。

HVDC比传统的UPS少一个DC/AC逆变器及服务器机架内部的AC/DC整流器，这样大大提高了供电系统的效率，从而降低供电系统的发热损耗，发热损耗的降低也减少了空调的配置。

HVDC供电方式的应用可以比采用UPS供电节约电能10%~20%。

当前，节能减排已经深入人心，HVDC也在节能方面得到人们的认可。

以向一个10kW 的数据设备供电为例，我们进行了两种供电模式对比试验。

由表1可以看出，每10kW的数据设备采用HVDC每年节约的电费约34018元（人民币，以下同）。

在成本减少方面，我们对建设传统1+1冗余120kVA UPS和2套50kW高压直流电源（100kW）进行分析对比发现，建设同样的100kW电源系统，HVDC电源系统比传统型UPS成本占优：投资建设成本要低66%；占用机房面积减少24.22%；系统运营成本低16.22%，年可节省26.91万元。