高压直流:数据中心节能新招

随着云计算、大数据以及移动社交的流行，数据中心日益走向大型化和超大型化，而高额的投资成本和居高不下的电能消耗成为制约数据中心行业发展的重要因素。因此，提高电能利用效率，降低运营成本，一直以来都是数据中心管理者最为关心的问题之一。为了适应数据中心的可靠性、可用性、可扩展性以及它的能效、资源管理等方面的要求，研究人员开发了很多的技术，包括模块化、自然风冷却、液冷等，高压直流供电也是其中之一。

　　高压直流供电是采用高压直流电源（区别于常用的—48V）直接对数据中心的IT设备进行供电。采用该技术后，电源系统将具有直流电源系统本身轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗*等优点，从直流供电系统的拓扑结构上就决定了这些特性；其次，模块化的高压直流供电产品，可维护和可扩展性都比较好；其三，节能，高压直流电源能够根据后端负载的增长逐步增加模块，负载利用率高。此外，从经济适用的角度看，高压直流因为系统结构更加简单，而且模块的扩容支持边成长边投资，因此前期投资和总体造价都较低。

　　根据已经应用该供电技术的运营商处统计的数据分析，在负载不变的情况下，相比于交流电源，高压直流供电平均节能达20%～30%；由于模块的数量按需配置，使得每个模块的负载率可达到60%～80%；同时，从新建系统统计分析，高压直流系统平均节省投资大于40%；此外，由于没有交流电源振幅、频率、相位等同步要求，并机扩容也更为简单。可以说，高压直流供电节能率高且价格便宜，越来越受到大家的青睐也就毫无意外了。

　　高压直流供电的诞生和应用至少已经有10年以上的历史，在我国很早就有电信机房采用了这种技术，但总体上说真正实际应用的案例还不多见，更谈不上大规模部署，而直到近几年这一状况才得以改观。究其原因，一方面在于相关技术在近几年才趋于成熟，市场上成熟的数据中心高压直流解决方案并不多见；而另一个方面在于，直流电源技术在数据中心的大规模是一个系统工程，涉及到后端用电设备、技术标准、产业链保障等方面的问题，这需要时间整合。

　　值得庆幸的是，得益于一批有远见的技术人员和厂商在该技术上的不断投入，近几年市场上开始出现了各种高压直流供电解决方案，该技术逐步在国内多个数据中心建设项目（特别是运营商级数据中心）中逐渐得到应用，并凭借在实际应用中表现出的高可靠性、高节能效果以及运行成本大幅降低等特性，得到了高度肯定。早期在江苏、广西、湖北、浙江等省市电信、移动运营商高压直流电源项目建设中，项目建设方就采用了艾默生网络能源旗下的一体化高压直流供电解决方案。在腾讯2013年度(蛇口、天津)模块化数据中心建设项目中，作为艾默生网络能源SmartAisle模块化数据中心解决方案重要组成部分，高压直流供电也在项目中充分展现了其广泛的应用前景。

　　事实上，艾默生网络能源高压直流产品逐渐成为运营商大型数据中心的首选，究其原因，主要是该产品具有十分突出的客户价值，是业界最早推出并持续在高压直流供电技术投入进行研发设计，已经推出了几代成熟的产品和解决方案。其第一代高压直流系统早在2010年以前已经规模应用于电信、互联网和行业的各类数据中心，以其高可靠性、高能效、高安全性和易维护设计赢得了各类用户良好的口碑。近来，艾默生网络能源又结合成熟应用经验和未来数据中心的应用理念，推出了第二代高压直流供电系统。比较而言，艾默生网络能源的新一代系统在能效、占地面积、维护管理等客户价值点均有重大突破：在能效方面，第二代高压直流系统以超过96%的效率领先业界进入高效时代，配合专利休眠节能技术，可保证在负载不断变化的运行环境中使整个动力系统工作在最佳效率；在占地面积方面，系统采用高频高效拓扑设计，配合专利的散热工艺，大幅提高功率密度，系统整体占地面积比上一代系统减少50%，节约的空间可以给用户摆放更多的机架，提高机房利用率。同时，新一代系统的维护管理更加突出智能化和人机友好界面，采用7寸大屏幕彩色屏，显示屏触摸式操作功能使维护人员操作更加方便和直观，轻松自如的了解整个系统的运行状态，极大的提高了管理效率。

　　目前，艾默生网络能源第二代高压直流系统已经在国内外多个大型数据中心中成功应用，凭其优异和可靠的性能得到客户的高度认可。而就整个高压直流供电技术而言，在以艾默生网络能源为代表的业界主流电源厂商不断创新研发应用技术、日益完善产品功能设计以及运营商广泛应用的共同推动下，相信随着一个个高压直流的成功案例不断涌现，越来越多的人会逐步抛弃疑虑开始接受高压直流，加强数据中心全生命周期内的资源节约、节能减排和降本增效，将推动高压直流供电技术成为满足云时代数据中心供电需求的主流技术之一，到那时高压直流供电将在建设绿色高效的新一代数据中心中起到更为重要的作用。