HVDC成數(shù)據(jù)中心供電的未來

    HVDC是high-voltage direct current的簡稱，中文名叫高壓直流供電。這是ABB在50多年前就已經(jīng)開發(fā)出來的一項技術(shù)，目的是提高遠(yuǎn)距離輸電的效率。我們都知道發(fā)電廠產(chǎn)生的電都是交流電，大多數(shù)輸電線路，都是通過交流電傳輸，而交流電是靠振蕩產(chǎn)生的，直流電就需要震蕩，因此直流輸電的電能損失較少。所以現(xiàn)在的遠(yuǎn)距離輸電都是將交流電在換流站轉(zhuǎn)換為直流電，然后通過架空線纜傳輸?shù)浇邮拯c，在接收點通過換流站再轉(zhuǎn)換為交流電，接入交流電網(wǎng)。HVDC不僅輸電損耗小，需要傳輸?shù)木�纜也更少，因而使用成本更低。現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心里普遍采用的仍是UPS供電，但如果使用HVDC方式供電，則可以比UPS更省電，并且使用成本只有UPS的70%，HVDC的直流供電還比交流電穩(wěn)定，并便于維護。HVDC有這么多優(yōu)點，怎么現(xiàn)在還沒有得到普及的應(yīng)用呢？其實，供電技術(shù)是一個龐大的系統(tǒng)工程，涉及到數(shù)據(jù)中心所有運行設(shè)備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)鏈保障方方面面。很多數(shù)據(jù)中心設(shè)備還沒有針對HVDC的電源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，只有工信部有個通信標(biāo)準(zhǔn)類技術(shù)報告《通信用240V直流供電系統(tǒng)技術(shù)要求》，對HVDC技術(shù)進行引導(dǎo)，缺乏大規(guī)模商用實踐的支撐。還有HVDC涉及的元器件，技術(shù)成熟度還不高，尤其是HVDC所必需的熔斷器和斷路器，這些一系列原因讓數(shù)據(jù)中心準(zhǔn)備部署HVDC時有很多顧慮，所以HVDC這些年一直發(fā)展緩慢。隨著數(shù)據(jù)中心行業(yè)的蓬勃發(fā)展，數(shù)據(jù)中心能耗問題飽受詬病，而HVDC恰好能夠部分地緩解數(shù)據(jù)中心的能耗問題，因此又引起了人們的關(guān)注。甚至一些新建的數(shù)據(jù)中心明確要求部署HVDC，這就需要數(shù)據(jù)中心采購的設(shè)備都要支持HVDC，從而推動了整個HVDC技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的快速完善，已經(jīng)開始出現(xiàn)了不少的HVDC的商業(yè)實驗局點。

    HVDC根據(jù)電壓的高低目前分為幾檔：240V、270V、336V。電壓數(shù)值越高實現(xiàn)的難度越大，技術(shù)越不完善。最接近商用的就是240V的HVDC，而336V更多的是代表著未來。當(dāng)然我們都知道電壓越高效率越高，越節(jié)省使用成本。除了還電壓分類，還有一種新型的HVDC叫VSC HVDC，叫柔性直流供電。VSC HVDC克服了HVDC需要補償?shù)膯栴}，HVDC換流站造價昂貴的問題以及不能向無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電的問題，是未來HVDC的技術(shù)發(fā)展方向。不過VSC HVDC還只是處于實驗室研究階段，在此就不多提了。在運營商領(lǐng)域，中國電信比較保守主推240V，并已經(jīng)進行了幾次HVDC的集采，并做了小批量的試點。由于很多數(shù)據(jù)中心設(shè)備廠商對于支持HVDC并不是必選，因此這些設(shè)備在HVDC的供電下工作穩(wěn)定性如何，設(shè)備壽命會不會縮短都還不好說。中國移動則要推廣336V，由于技術(shù)較新很多設(shè)備還無法支持。我們看中國移動設(shè)計院針對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心設(shè)備最新的調(diào)查，如表1：

    從表1不難看出，現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心所有設(shè)備基本都不支持336V HVDC，通過更換電源，絕大多數(shù)設(shè)備可以支持336V HVDC，但也有一些直流供電的路由器即使更換電源也無法支持，那只能更換設(shè)備。中國移動的數(shù)據(jù)中心在全國的數(shù)據(jù)中心里技術(shù)是比較先進的，但現(xiàn)實情況也只是這樣，其它的數(shù)據(jù)中心就更不用提了。就算通過更換電源的方式這些設(shè)備可以支持，但是這些設(shè)備是否真正做過336V的各種模擬實驗，都不確定。可見，HVDC要想在數(shù)據(jù)中心里得到普及，尤其是336V的HVDC，還有很長的路要走。

    不管怎樣，HVDC已經(jīng)成為了數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必然趨勢，尤其是240V的HVDC，已經(jīng)得到了一些規(guī)模商用。雖然很多設(shè)備的電源系統(tǒng)并沒有明確支持240V HVDC，但實際測試還是可以正常工作的。很多電源系統(tǒng)天然就可以支持240V HVDC，并不需要做電源更換，據(jù)了解幾乎所有的服務(wù)器都支持，除了磁陣服務(wù)器，EPON設(shè)備都支持，交換機都支持，光貓都支持，防火墻支持率可達(dá)98%。其實這些設(shè)備的電源在設(shè)計之初并沒有考慮HVDC，雖然說支持，但是支持的效果很有限，只能做到功能上的基本支持而已。相信未來一定有越來越多的數(shù)據(jù)中心要求設(shè)備要完全兼容HVDC，這樣可以讓數(shù)據(jù)中心在供電上交流和高壓直流之間做切換或備份。將來HVDC之中的336V HVDC以及VSC HVDC一定也會漸漸走進數(shù)據(jù)中心，得到普及和應(yīng)用。<