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    什么是數據中心機房的混合供電?

    來源:百度百家 作者: 更新時間:2022/3/23 15:11:03

    摘要:隨著數據中心能耗問題的凸顯,現行的交流供電方式會使今后的耗電量劇增,越來越多的人開始轉而投向直流和高壓直流的供電方式。

      數據中心在交流和直流之爭的過程中,又出現了高壓直流。實際上,現在在數據中心里存在了交流、直流、高壓直流三種供電方式。交流供電仍然占據著超過90%的市場,而高壓直流不足1%,隨著數據中心能耗問題的凸顯,現行的交流供電方式會使今后的耗電量劇增,越來越多的人開始轉而投向直流和高壓直流的供電方式。相信將來會出現三者長期共存的局面。數據中心究竟會采用哪種供電方式,還需要結合自身特點去決定。

      現在的數據中心主要有兩種供電模式:交流和直流。

      我們知道絕大家用電器用的都是交流電。交流電的電流方向、大小會隨時間而不斷改變。發電廠的發電機是利用動力使發電機中的線圈運轉,每轉180°發電機輸出電流的方向就會變換一次,因此電流的大小也會隨時間做規律性的變化,此種電源就稱為“交流電源”。簡記為AC。相比交流電的應用范圍,直流電主要用于工業。直流電的電流流向始終不變。電流是由正極,經導線、負載,回到負極,通路中,電流的方向始終不變,所以我們將輸出這固定電流方向的電源,稱為“直流電源”。簡記為DC。用直流電工作的用電器需要直流供電,用交流電工作的用電器需要交流供電。

      交流供電是電網供電最普遍的方式,但是這種供電方式卻不是高效的。由于交流電在每個時刻它的相位和大小都在變化,這樣交流電就可以實現變壓,而直流是不能變壓的,交流電在傳輸時可以升壓,使得在傳說中損耗減小。通過變壓又可能有多種電壓的輸出,比如:24V、48V、220V等,供各種設備使用。不過交流電也有缺點,就是損耗要大些。直流供電正好相反,直流的損耗要小,而且直流供電只要兩根線就可以實現傳輸。不過直流的電壓相位不會發生變化,在傳輸小信號時容易受到外界的干擾,不像交流電可以加上濾波環節過濾。主要的電網都是交流電,因此要對直流設備供電,需要進行交直流轉換,這類轉換的設備投資都比較貴,需要額外增加投資。

      采用直流電最大的障礙不僅僅是轉換直流交流的能量損失問題,一個直流數據中心需要完全不同的配電系統。配電將需要整合站內發電機,使得后備發電機能源能夠轉成直流,同時服務器和系統也得革新?,F有的服務器和其他硬件系統無法翻新來適應直流供電,所以需要一個完全不同的硬件套件。企業如果要配置直流供電,恐怕得重新建個數據中心。采用直流供電還存在電壓值和安全性能問題。如果電壓較低,就會導致供電時電阻損耗增大、供電電纜變粗、布線作業難度增加以及電纜等構件成本上升的問題。但是如果提高電壓值,就必須解決電弧及觸電問題。由于直流電始終施加恒定電壓,因此不能熄滅電弧,就有可能引燃周圍的物體,所以相比交流供電,直流供電的安全性較低。直流供電的設備易產生靜電,所以采用直流供電的設備一定要做好接地,否則容易產生靜電電擊人。

      在數據中心到底應該采用交流還是直流供電一直備受爭議,實際在數據中心也是兩種供電方式都存在,一般的高端設備也都支持兩種方式供電,在傳統的運營商網絡有不少需要-48V直流供電的設備,這樣就需要將交流電轉換為直流電,轉換的過程仍然必不可少。有些數據中心最開始就是以直流電供應型設備發展建立起來的,這樣整體設備供電只需要從電網做一次轉換,效率將變得很高。對于采用混合型的數據中心,既有交流設備又有直流設備,就需要有轉換的UPS設備,這樣即便直流設備能耗小,也浪費掉不少轉換的能量。所以交流與直流孰好孰壞,需要綜合來看。

      無論是交流供電還是直流供電,都有優缺點,不好說哪種就一定好。經過了近期永無休止的爭論,終于出現了一種折衷的方式,即高壓直流供電。高壓直流供電既電能損耗小,又沒有易受干擾的問題,似乎是兩種方式爭論的折中結果。這種方式實際上仍屬于一種直流供電,在現有的數據中心仍需要時間來普及。隨著數據中心能耗壓力越來越大,必將進一步推動高壓直流的普及。目前,高壓直流與交流和直流工供電相比,唯一就是技術成熟度不夠,隨著技術的不斷發展,高壓直流供電的方式將越來越普及。

      責任編輯:張華

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