硬核知识 | 数据中心巴拿马电源的应用探讨

　　从2019年正式推出至今，数据中心巴拿马电源已经得到了市场的广泛认可。今天，就由产品规划的参与者，来谈谈关于数据中心巴拿马电源的应用。

　　叶新平

　　台达大功率电源产品技术专家

　　叶新平，从事数据中心行业超过20年，长期负责IDC行业用户需求沟通和产品规划，擅长整体数据中心系统架构与供配电设计，深度理解IDC行业应用。

　　数据中心巴拿马电源、SST电源产品规划参与者，《通信用模块化不间断电源标准》YD/T 2165-2017、《通信用交流不间断电源》YD/T 1095-2018标准起草人之一。

　　01 数据中心巴拿马电源的演变过程

　　早期数据中心供配电多采用UPS方案，为了解决可靠性问题，常用N+1、2N、DR、RR等供电架构，但冗余环节多、系统复杂、效率低，整体系统效率约94.7 %。

　　随着数据中心的发展，具有模块化、效率高、可靠性高、成本更低等优势的HVDC高压直流方案开始被关注，整体系统效率约95.2%。

　　而互联网公司数据中心的崛起，系统简化、减少辅助支持设备空间等成为IDC行业的发展大势，2 0 1 6年开始研发“巴拿马方案”，希望实现更加简洁的系统架构。之后，研发成功的数据中心巴拿马电源使得整体系统效率增至97.5% 。

　　02 数据中心巴拿马电源的架构与配置

　　从整体架构来看，整个数据中心巴拿马电源由10kV进线柜、隔离柜、整流输出柜、交流分配柜组成。

　　规划设计中需要重点考虑布局、承重、选型计算、配套要求、方案组合。数据中心巴拿马电源提供不同容量的配置，常规包括：1.2MW、1.8MW、2.2MW、2.4MW、3.1MW等。

　　配置的总容量根据数据中心IT负荷容量、充电容量、功率模块冗余容量计算，变压器容量等于IT负荷容量和充电容量之和。

　　整流模块配置

　　单体模块功率根据系统设计容量大小合理选择，模块数量不宜超过120个;

　　数量配置按负载电流加上0.1C10的充电电流计算，采用N+1配置;N个主用，N≤10时，1个备用;N>10时，每10个备用一个;

　　系统宜具备模块休眠功能。

　　蓄电池配置

　　单组电池个数

　　蓄电池单体电压和组数确定：根据系统容量大小，蓄电池单体电压可选2V、6V、12V，每个系统蓄电池组不得少于2组，最多不宜超过4组。

　　03 数据中心巴拿马电源典型架构设计方案

　　数据中心应用巴拿马电源系统的架构方案主要有两种：2N巴拿马供电方案、2N(巴拿马+市电)方案

　　2N巴拿马供电方案

　　A路巴拿马电源系统+B路巴拿马电源系统，两路在IT侧互为冗余备份关系，负载设计按照50%设计，考虑一定余量系统图，一般实际运行约40%负载。

　　2N(巴拿马+市电)方案

　　A路巴拿马电源+市电，或者B路巴拿马电源+市电，将巴拿马电源移相变压器功率分成两部分输出，一部分给整流模块，一部分给IT设备，实现一路“巴拿马+一路市电”模式，提高系统效率，预计整体效率提升0.5%。

　　04 数据中心巴拿马电源典型架构设计方案

　　通过以上的对比不难看出，以数据中心巴拿马电源为代表的中压直供直流2N系统，在整体投资、效能、安全性等各方面都拥有显著优势。

　　根据测算，一个2.4MW的供配电系统，效率每提升1%，每年可节省21万度电，相当于减排二氧化碳200吨。目前，台达销售的数据中心巴拿马电源在线运行数量已经超过500套，为用户实现节能减碳，节省大量的能源开支。