傳統(tǒng)交流 UPS 系統(tǒng)由整流器、逆變器、蓄電池和靜態(tài)開關等組成。在市電正常時，市電交流電源經(jīng)整流器變換為直流電供給逆變器，同時給蓄電池充電，逆變器將直流電變換為 50Hz 交流電供給負載。在市電異常時，蓄電池放出電能，通過逆變器變換為交流電，供給負載。

 

高壓直流系統(tǒng)（HVDC）主要由交流配電單元、整流模塊、蓄電池、直流配電單元、電池管理單元、絕緣監(jiān)測單元及監(jiān)控模塊組成。在市電正常時，整流模塊將交流配電單元輸出的 380 V 交流轉(zhuǎn)換成 240 V 高壓直流，高壓直流經(jīng)直流配電單元給通訊設備供電，同時也給蓄 電池充電。在市電異常時，由蓄電池給通訊設備供電，原理圖如圖 1。

 

圖 1  高壓直流系統(tǒng)原理

 

在早期數(shù)據(jù)中心的項目中，多采用交流 UPS 的供電方案。但是，逐漸地在設計和大量數(shù)據(jù)中心運營過程中，我們發(fā)現(xiàn)采用交流 UPS 供電存在較多的問題：

 

 

1、系統(tǒng)工作效率較低。采用 AC/DC 整流、DC/ AC 逆變的雙變換，從 UPS 輸入到通信設備的電力變換次數(shù)多，每次變換都有能量損耗，降低了系統(tǒng)供電效率。

 

 

2、系統(tǒng)穩(wěn)定性不高。不同于 HVDC 電池直掛輸出母線，因為 UPS 輸出的是交流電，其蓄電池不能直接供電給負載，必須通過逆變模塊變成交流電輸出。所以如果逆變模塊出現(xiàn)故障，即使此時蓄電池正常，也無法供電負載。

 

 

3、并機復雜以及負載率較低。為了提高可用度，一般 UPS 采用“N+1”并聯(lián)冗余或“2N”或 2“N+1” 系統(tǒng)。而由于并機復雜，正常情況下只有 2~3 臺并機。假設 N=1，理論上每臺 UPS 的最大負載率為：2N 系統(tǒng) 為 50%，2“N+1”系統(tǒng)為 25%。而實際負載率為：2N 系統(tǒng)為 30%~50%，2“N+1”系統(tǒng)為 15%~25%。在如此低的負載率下，U