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未来的网络电源架构

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-06-07 1:03:45 * 浏览: 5
城市供电与高压直流混合供电系统是ICT领域供电架构的新发展方向,以高压直流供电为保证供电的基础,以城市供电为基础它不仅利用城市电力直接供电的高效率,而且获得了直流系统。高安全性。这种电源架构可以实现节能降耗,解决了长距离供电问题和高功率密度供电问题,达到了高效率,高可靠性和轻资产的目的。 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)业务融合的趋势也得到了加强。下一代的未来网络对电源系统的构建和运行提出了新的要求。未来的网络电源架构需要具有较高的可靠性,效率和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,前期投入大传统通信局和数据中心的基础设施建设采用“一步到位”的模式。长期需求巨大,导致初期建设规模和投资巨大,远远超出了近期业务的需求。该系统和冷却系统长期以低负载率运行,并且整个机房的PUE值很高,导致高能耗运行。 (2)原有的有机机房供电系统难以使用,传统的通讯局机房撤退是一个突出的矛盾。现有供配电系统的容量和系统结构无法满足未来新的网络用电需求,而且该地区原有动力电池室的电源电压已不能满足新的需求。 (3)建设标准不能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的要求,但这些标准和指标要求发展。 ICT融合技术和网络安全性已不再适用于下一代未来的网络体系结构。迫切需要建立适合未来网络的新施工标准和技术指标体系。 (4)现有机房改造的困难由于应用场景的不同,传统的通讯局和数据中心采用不同的建设标准和设计规范,已建成的机房之间的差距非常大,无法重复使用。它与ICT领域的融合和发展不兼容。运营商拥有大量现有的通信中心,聚合和综合接入设备室,需要从传统的通信服务迁移到新的SDN(软件定义的网络,软件定义的网络),NFV(NetworkFunctionVirtualization,网络功能虚拟化),云计算业务迁移,如果参考现有的数据中心标准进行转换,将导致大量的投资浪费和进度滞后。 2现阶段电源架构技术的发展,电源系统的转换效率越来越高的频率,就高频UPS和高压直流产品而言,主流产品的效率高达95%,并且还有很大的发展空间。未来的改进非常有限。在效率和其他方面的压力下,运营商将尝试更高效的电源架构,而不是专注于提高电源系统本身的性能。为了满足新技术的发展需求SDN,NFV,云计算和超宽带网络等技术和服务,未来网络的电源架构将以“标准化,高效,池化,灵活的可扩展性和智能性”为发展方向。为了针对多种类型的场景集成复杂的电源体系结构,标准体系结构模型用于满足各种类型的传统服务和新Internet服务的不断变化的需求。 (1)标准化建立统一的标准电源架构。在此体系结构中,通过调整系统配置方案和操作策略,它可以为多种类型的复杂场景的应用程序模型和在不同级别构建的业务对象提供服务。在可预见的将来,该城市的直接电源架构将用作运营商未来各级网络室中的标准电源架构。 (2)有效的电源架构需要从两个方面实现有效的目标:①从城市电力到用电ICT设备的整个输电过程应尽量减少电力转换环节,即减少交流和直流电力转换;在输电过程中,低压输电部分应尽可能靠近ICT设备,以减少输电部分的线路损耗。有效的电源结构的目标是使用城市电力来承担ICT设备的全部负载,并确保电源在平时处于待机状态。仅在电源出现故障时才能使用。 (3)资源池在未来的网络机房中,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将它们组合成一个大型资源池。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,实现资源的优化利用,同时节省电力,空间和制冷的投资。机房,大大降低了供电系统的运行维护成本。 (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的在线扩展。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资源后添加新的电源系统来实现。 (5)智能化是建立在资源池化电力系统的基础上,将运行与监控分开,对所有电力系统运行进行云化管理。最上层的基于云的能源管理策略是整个能源管理的中心。通过该中心为了实现与云资源池的连接,ICT设备和电力系统形成了一个集成系统,以实现高效运营的目标。此类智能措施需要支持智能管理解决方案,例如云资源的动态迁移,电力系统负载的动态分配以及峰谷填充。 3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,对城市供电现状进行分析。 2015年,全国10kV用户平均供电可靠率RS1为99.88%,平均每户家庭停电时间为10.50小时。在华北地区的六个地区中,华北,华东,华中和华南四个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,该国主要城市10kV用户的电源可用性指标请参见图1至图3。目前,传统的通讯局和数据中心基本上建在经济较发达的地区或使用专用电源线。电网环境比较好,停电次数比较小购物中心。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用户的平均故障停运频率指标低于一流城市电力推出的指标,但平均故障中断时间指标为略高于0.5小时,因此在此阶段,主要城市用户引入单通道10kV市电的可靠性非常接近标准YD / T1051中规定的一流市电要求。 4新电源架构分析根据中国电力企业联合会可靠性管理中心发布的数据,全国各城市10kV主要用户目前的电源技术指标已超过ICT设备电源输入指标的要求,并且电源可用性指标和YD / T1051标准是城市电力非常接近的一项,因此它具有城市电力直接向ICT设备供电的条件。采用ICT设备直接供电后,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,极大地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分离模式和UPS导致的数据中心服务器电源效率低,电源系统能耗大的问题。主电源混合电源系统的基本系统架构包括:一组服务器(包括双向),主电源直接连接到服务器电源,第二个主电源连接到保证电源(ACUPS /高) -直流电压),以确保电源的输出侧连接到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,与市电相对应的相应电源设备可以及时输出所需的负载,从而使服务器设备可以不间断地工作。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。在双电源模块被各自的开关电源降压后,它们将与最终电源设备并行输出。例如一个服务器主板。当一个电源模块出现故障或单个电源中断时,将直接导致服务器电源关闭。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能源效率的不满等,考虑到建设成本,系统效率的提高和可用性方面,一些用户已开始尝试采用1路主电源+ 1 ACUPS同步电源解决方案。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电源。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电源系统的输入条件下不能工作。要在336V直流电源系统的输入条件下工作,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方案该方案采用1市电+1 ACUPS(包括整机UPS,模块化UPS)尝试,在确保更高可用性的基础上,建设投资减少了近一半,运行效率为改善了5%以上。具体结构如图5所示。①可用性:随着近年来国内供电质量的稳步提高,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并行冗余配置输出伪双通道UPS系统,②建设成本:与传统的N + 1配置ACUPS系统相比, investment③效率:由于市电侧电源的效率接近于1,所以在负载率下配置合适的地方比N + 1的ACUPS高约5%。组态。 (3)随着240V / 336V高压直流电的逐渐成熟,城市供电+ HVDC解决方案逐渐尝试了由1个城市供电+1通道HVDC(240V / 336V)共享的供电方案。目前,一些数据中心已经开始大规模应用。结构如图6所示。①可用性:由于HVDC系统的可用性高于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到9 9s,这比HVDC系统的可用性高。 1个主电源+ 1个ACUPS配置。要实现系统故障的可预测性,建设成本:与1个主电源+ 1个ACUPS配置的系统相比,建设投资略低,运行效率:主电源侧的供电效率接近1, HVDC本身具有模块休眠功能,因此实际终端分配系统的效率可以达到96%,比1个主电源+ 1个ACUPS配置的系统高约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99%的理想电源效率空间,则取决于服务器电源是否可以在主电源上工作提供市电并保证电源的热备份方式。在1个主电源+ 1个HVDC240V / 336V双输入的条件下,可以使用1个主电源+ 1个HVDC热备用工作模式。双电源服务