数据中心未来供电技术发展浅析.doc

《数据中心未来供电技术发展浅析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、数据中心未来供电技术发展浅析2014-06-0917:14李典林腾讯字号：T

2、T随着数据中心技术的发展以及降低运营成本和节能减排的需求，市电直供方案将在大型的互联网数据中心等场合的应用会越来越广泛，成为未来趋势。AD：WOT2014课程推荐：实战MSA：用开源软件搭建微服务系统51CTO主办WOT全球软件技术峰会直减百元优惠活动抢票进行中！随着数据中心技术的大规模建设，以及更为关注能源利用效率，数据中心供电技术未来的发展方向一定是市电直供技术，在降低前提投资成本的同时，还通过高效率供电减少后期运营成本。这里所说的高效率不仅仅是指

3、电网侧到IT设备的供电路径高效率，而是一次能源侧到CPU等的整个能源路径上的高效率和绿色环保，虽然传统概念的PUE可能升高，但单位总能耗是降低的。未来的总体发展趋势是高压/集中式/交流大UPS向低压/分布式/直流小UPS方向发展，由机房外集中式铅酸电池向IT机柜内分布式小(锂)电池等方向发展，从化石能源向绿色能源方向发展。数据中心数据中心供电不间断的核心在于不间断电源及其电池技术，因此电池连接的位置也决定了不同的供电架构。目前业界主流的备用电池电压从高到低分别有UPS的四百多伏，到直流电源的380V、240、及48V，甚至电池内

4、嵌到IT设备内的12V等。下图是目前业界在数据中心供电方面的主要技术方案，首先从集中式四百多伏铅酸电池的传统UPS，其次到标准服务器不用定制、240V电池直挂输出母线的240V高压直流技术，接着还有服务器采用定制48V或者380V输入电源的48V直流或者380V高压直流电池直挂技术，最后再到google等的12V电池直挂服务器主板输入方案。电池越靠近末端服务器主板或者CPU，供电系统越为分散，相应的IT系统也更为分布式;电池越靠近末端，供电系统的定制化程度越高，普通用户规模开展的难度也越大;电池越靠近末端，对IT电源及电池的控制

5、管理水平要求也越高。最后，电池越靠近末端，从电网到CPU供电路径上的转换级数也相应减少，带来更高的转换效率，但可能在低压侧传输损耗又会增加。因此，对比集中式和分布式、高压还是低压，选择不同的供电架构，会很大程度上影响供电系统可靠性、供电效率、造价成本等，还有技术、生态的成熟性以及应用灵活性等。此外，随着电池技术的发展，以及风能、太阳能、燃料电池等绿色能源在数据中心内的引入，给数据中心带来更多的机遇和挑战。从某种意义上说，数据中心不间断供电技术取决于电池技术的发展，电池的革新也会带来数据中心供电架构的变化，比如从传统的低密度铅酸电

6、池到高能量密度锂电池技术的发展，就很可能把备份电池从电池室改放到IT机柜内。同样的电池技术的发展，使得风能、太阳能等波动性绿色能源实现储能的可能，也将改变传统数据中心来自单一电网供电模式等。这些更进一步的讨论这里不再展开，本文暂以业界用到的主流技术为主，通过梳理粗浅分析，抛砖引玉，以便大家可以更为深入的探讨未来数据中心供电技术的发展方向。 一、380V的高压直流系统1.1传统的380V直流暂时没有市场380V高压直流技术在国内外已经开展了很多年了，也有很多研究和标准等，虽然较传统的UPS及48V通信电源系统有很多优势，但涉及IT

7、设备电源的定制以及直流供配电等配套的跟进，截至目前开展的应用规模都很小，基本停留在实验室试点阶段。数据中心内部的设备复杂多样，从主要的服务器设备到相对少量的网络设备，以及消防、弱电、照明等等，涉及很多行业及不同供应商，如果仅仅为了适应380V直流供电，数据中心内的全部设备都要定制，那么带来的成本增加及开展难度就足以抵消了其节能利好，不管是在数据中心租赁方难以推广，在用户侧也无法接受，因此截至目前业界开展的380V高压直流项目规模都很小，示范意义大于实际节能收益。1.2380V高压直流在未来新能源方面存在一定应用空间随着太阳能、风

8、能及燃料电池等绿色能源的发展，这些分布式供电可能在未来会推进380V高压直流电源技术的发展。因为大部分的分布式清洁能源通常都是波动性的，需要先整流稳压并电池储能后才可以直接用于数据中心供电。而传统的48V电源系统因为电压较低，传输损耗及线缆投资较大，不适合于较大规模的分布式能源使用，而相对而言380V高压直流系统在这方面有较大优势。在IT设备侧，可以由DC/DC变换器直接将380V高压直流降压到12V或5V甚至更低电压，减少了电源内部AC/DC整流环节，整个供电路经上效率较高，很可能是未来的发展趋势。但同样涉及IT设备电源的定制

9、，以及依赖电池储能技术的发展，短期内仍无法规模开展。二、基本不用定制的240V直流针对380V高压直流技术技术不够成熟，且需要定制IT设备电源等问题，目前在国内大规模应用的240V高压直流技术很好的解决了380V高压直流的这些问题。源于220V电力电源技术和48