硬核知識 | 數據中心巴拿馬電源的應用探討

　　從2019年正式推出至今，數據中心巴拿馬電源已經得到了市場的廣泛認可。今天，就由產品規劃的參與者，來談談關于數據中心巴拿馬電源的應用。

　　葉新平

　　臺達大功率電源產品技術專家

　　葉新平，從事數據中心行業超過20年，長期負責IDC行業用戶需求溝通和產品規劃，擅長整體數據中心系統架構與供配電設計，深度理解IDC行業應用。

　　數據中心巴拿馬電源、SST電源產品規劃參與者，《通信用模塊化不間斷電源標準》YD/T 2165-2017、《通信用交流不間斷電源》YD/T 1095-2018標準起草人之一。

　　01 數據中心巴拿馬電源的演變過程

　　早期數據中心供配電多采用UPS方案，為了解決可靠性問題，常用N+1、2N、DR、RR等供電架構，但冗余環節多、系統復雜、效率低，整體系統效率約94.7 %。

　　隨著數據中心的發展，具有模塊化、效率高、可靠性高、成本更低等優勢的HVDC高壓直流方案開始被關注，整體系統效率約95.2%。

　　而互聯網公司數據中心的崛起，系統簡化、減少輔助支持設備空間等成為IDC行業的發展大勢，2 0 1 6年開始研發“巴拿馬方案”，希望實現更加簡潔的系統架構。之后，研發成功的數據中心巴拿馬電源使得整體系統效率增至97.5% 。

　　02 數據中心巴拿馬電源的架構與配置

　　從整體架構來看，整個數據中心巴拿馬電源由10kV進線柜、隔離柜、整流輸出柜、交流分配柜組成。

　　規劃設計中需要重點考慮布局、承重、選型計算、配套要求、方案組合。數據中心巴拿馬電源提供不同容量的配置，常規包括：1.2MW、1.8MW、2.2MW、2.4MW、3.1MW等。

　　配置的總容量根據數據中心IT負荷容量、充電容量、功率模塊冗余容量計算，變壓器容量等于IT負荷容量和充電容量之和。

　　整流模塊配置

　　單體模塊功率根據系統設計容量大小合理選擇，模塊數量不宜超過120個;

　　數量配置按負載電流加上0.1C10的充電電流計算，采用N+1配置;N個主用，N≤10時，1個備用;N>10時，每10個備用一個;

　　系統宜具備模塊休眠功能。

　　蓄電池配置

　　單組電池個數

　　蓄電池單體電壓和組數確定：根據系統容量大小，蓄電池單體電壓可選2V、6V、12V，每個系統蓄電池組不得少于2組，最多不宜超過4組。

　　03 數據中心巴拿馬電源典型架構設計方案

　　數據中心應用巴拿馬電源系統的架構方案主要有兩種：2N巴拿馬供電方案、2N(巴拿馬+市電)方案

　　2N巴拿馬供電方案

　　A路巴拿馬電源系統+B路巴拿馬電源系統，兩路在IT側互為冗余備份關系，負載設計按照50%設計，考慮一定余量系統圖，一般實際運行約40%負載。

　　2N(巴拿馬+市電)方案

　　A路巴拿馬電源+市電，或者B路巴拿馬電源+市電，將巴拿馬電源移相變壓器功率分成兩部分輸出，一部分給整流模塊，一部分給IT設備，實現一路“巴拿馬+一路市電”模式，提高系統效率，預計整體效率提升0.5%。

　　04 數據中心巴拿馬電源典型架構設計方案

　　通過以上的對比不難看出，以數據中心巴拿馬電源為代表的中壓直供直流2N系統，在整體投資、效能、安全性等各方面都擁有顯著優勢。

　　根據測算，一個2.4MW的供配電系統，效率每提升1%，每年可節省21萬度電，相當于減排二氧化碳200噸。目前，臺達銷售的數據中心巴拿馬電源在線運行數量已經超過500套，為用戶實現節能減碳，節省大量的能源開支。