一、技術名稱：通信用240V高壓直流供電系統技術
二、技術所屬領域及適用范圍：可應用于工業、通訊、國防、醫院、計算機業務終端、網絡服務器、網絡設備、數據存儲設備等各個領域的數據機房中向服務器等通信設備供電。
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
2011年中國電信生產用房耗電量超過100億kWh，其中數據中心和通信機房用電約50億kWh。由于UPS供電架構N+1的模式效率不高且不能工作在高效率區間，尤其是UPS電源中DC-AC轉化環節的能耗較高，因此使UPS供電的平均效率低于80%，造成了電能的浪費。目前應用該技術可實現節能量40萬tce/a，CO2減排約106萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
HVDC電源模塊是HVDC系統的核心，是利用電力電子技術將電網的交流電變換成與電網隔離的直流輸出。采用模塊組建電源系統具有設計周期短、可靠性高、系統升級容易等特點。
HVDC電源模塊由三相有源PFC和DC/DC兩個功率部分組成。在兩個功率部分之外還有輔助電源、輸入輸出檢測保護電路、驅動控制電路、通訊電路等。前級三相有源PFC電路由輸入EMI和有源PFC組成，用以實現交流輸入的整流濾波和輸入電流的校正，使輸入電路的功率因數大于0.99，THDI小于5%。后級的DC/DC電路由DC/DC變換器及其控制電路、整流濾波、輸出EMI等部分組成，用以實現將前級整流電壓轉換成通訊電源要求的穩定的直流電壓。PFC和DC/DC之間由SCI通訊進行數據和指令傳送，再由DC/DC部分的DSP通過CAN通訊與監控建立聯系。
2.關鍵技術
（1）高效三相PFC交錯技術，采用先進的SiC二極管和ST的STW57N65M5MOSFET來提高PFC部分的效率，減小損耗和原材料的使用。
（2）LLC串聯諧振電路可以實現全負載范圍內零電壓開關（ZVS），減小了電磁干擾，與其它的DC/DC變換器相比有很大的優勢；LLC串聯諧振變換器使用變頻控制，與傳統的PWM 控制拓撲更容易滿足通信電源的掉電保持時間要求。
（3）使用了自主開發的ZHM05、ZHM07監控系統，具有軟件均流、模塊休眠功能、電池巡檢功能、絕緣監測功能。
在對外接口的考慮上，選擇了基于RS232和RS485的MODBUS協議以及目前廣泛通用的TCP/IP以太網絡協議。在國內首次將TCP/IP以太網絡協議引入直流操作電源監控，將TCP/IP協議嵌入單芯片控制器構成的系統中，通過現在較為普及的以太網絡，按照給定的IP地址，上傳本地信息，完成遠程監控。現場智能設備的以太網接口，TCP/IP嵌入，可配置的IP地址大大加強了直流屏監控系統與后臺通訊的能力，用戶通過局域網實現對直流屏的管理。
3.工藝流程
HVDC(高壓直流電源系統)，作為數據服務器的供電電源，是IDC機房的心臟。核心部件是AC/DC變換器和系統監控及子監控。系統采用分散控制、集中管理的監控模式，由主監控模塊單元、n+1冗余式的高頻開關整流模塊單元、蓄電池管理單元、絕緣監測單元組成，各模塊都有自己獨立的監控程序，共同組成系統監控。其結構框圖如圖1所示。模塊間具有RS-485串行通信通道，主監控單元為系統的主模塊，其余模塊均為從模塊，接受主監控單元的管理，主監控單元可經RS-232串口與上位機通信，或通過光纖與遠方計算機通信。
五、主要技術指標
1．交流輸入
（1）交流電壓250V-500V（三相三線制）；
（2）交流輸入頻率：50Hz±5Hz；
（3）輸入電流：≤30A（有效值)；
（4）THDI：≤3%；
（5）功率因數：≥0.999；
（6）效率：≥96%。
2．直流輸出
（1）電壓范圍：195V-295V；
（2）額定輸出電流：50A；
（3）最大輸出電流：55A；
（4）電壓上升時間：3-10s（軟啟動時間）；
（5）輸出恒流范圍：5A-55A±0.5A；
（6）穩流精度：≤±0.5%（20%-100%限流測試）；
（7）峰-峰值雜音電壓：≤0.5%；
（8）穩壓精度：≤±0.5%；
（9）溫度系數（1/℃）：≤±0.2‰。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術及成套設備已通過信息產業郵電工業產品質量監督檢驗中心檢驗。目前，高壓直流技術已經應用到了騰訊天津數據中心、深圳聯通坪山數據中心、中國電信寧波云數據中心等155個數據中心。其中深圳聯通坪山數據中心采用了60套中恒HVDC系統，最后的測試數據顯示整體PUE小于1.5�！� 采用”高壓直流（50%）+市電（50%）”的供電模式。采用這種供電方案后，市電側無中間轉換損耗，效率高達100%；高壓直流側可采用節能休眠模式，全負載范圍內94%以上高效率。因此，綜合供電效率高達97%。
七、典型應用案例
應用單位：深圳聯通坪山數據中心
技術提供單位：杭州中恒電氣股份有限公司
節能改造情況：通過綜合采用各種技術，高壓直流+市電直供的供電方式、行級制冷和冷通道密封技術，空調系統變頻節能等技術，使氣流循環的路徑最短，節能10%以上。
建設規模：坪山數據中心項目集高壓直流、行級制冷、能效管理等于一體，機房微模塊分別標準化為18R模塊、12R模塊。
主要技改內容：坪山數據中心項目集高壓直流、行級制冷、能效管理等于一體，機房微模塊分別標準化為18R模塊、12R模塊。18R模塊按照總體功率120kW，12R 微模塊按照總體功率80kW 計算。微模塊局部PUE1.07，30%負載率整體PUE1.5左右，90%負載率整體PUE1.4左右。騰訊市電直供加240V高壓直流備份方案：采用”高壓直流（50%）+市電（50%）”的供電模式。在保證可靠性的基礎上，坪山數據中心在負載達到三分之一的時候，PUE保持在1.5左右。采用這種供電方案后，市電側無中間轉換損耗，效率高達100%；高壓直流側可采用節能休眠模式，全負載范圍內94%以上高效率。因此，綜合供電效率高達97%。
項目投資額：120萬元，年節能能力22 tce/a。
八、推廣前景及節能減排潛力
我國通信行業發展迅速，初步估算，國內主要通信企業中國移動、中國電信、中國聯通現有UPS約10萬套，需要替換的老舊UPS設備約為20%，即2萬套，到”十二五”末期，UPS的新增需求量為22萬套，總共24萬套，項目推廣潛力巨大，預計未來五年，該技術的推廣率可達50%，總投入可達到4億元，形成的年節能能力約為198萬tce，年CO2減排約為598萬t。
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