直流电源将占80%UPS市场

中国电信近日启动“2014年240V直流电源设备采购”招标。采购内容包括34套小容量240V直流电源设备（400A及以下）和111套大容量240V直流电源设备（400A以上）。

  本次采购设备将用于中国电信集团公司、中国电信股份有限公司及其下属子公司与分公司在2013年的各项工程。早在2007年，中国电信就开始了对于240V HVDC（高压直流）技术的推广与应用。经过广泛试点后，中国电信又先后在2010年和2011年两次从集团层面发文，要求各省份推广高压直流供电的应用。此后，直流电源在中国电信2012年和2013年的电源产品采购中亦占据重要位置。

  如今，直流电源正在逐步取代传统UPS成为主流。对于中国电信而言，相较传统交流UPS供电方式，直流供电的可靠性更高。其供电系统的并联整流模块、蓄电池组均构成冗余关系，不可靠性是各组件的连乘结果，总体可靠性高于单个组件。

  直流电源HVDC具有可靠性高、效率高、成本低等特点,有望全面取代传统UPS。HVDC项目选用国内先进的EMI测试系统、射频传导抗扰度测试设备,推进直流电源系统产业化和大功率直流电源系统的系列化研发工作。目前，通信、数据业务和现代信息服务业务都广泛使用UPS供电,HVDC与电力操作电源原理相似,可替代UPS不间断电源,比UPS更省电,HVDC的初始成本不到UPS的70%,还有利于维护等特点。HVDC在数据业务领域替代UPS是大势所趋,国内三大电信运营商将开始逐步采用HVDC替代UPS,有关数据显示，2016年以后HVDC将占领80%的UPS份额。

直流电源与交流UPS对比的优势

（1）可靠性大幅提升高压直流供电技术引入的主要目的就在于提升系统的安全性。UPS系统本身仅并联主机具有冗余备份，系统组件之间更多地是串联关系，其可用性是各部分组件可靠性的连乘结果，总体可靠性低于单个组件的可靠性。反观直流系统，系统的并联整流模块、蓄电池组均构成了冗余关系，不可靠性是各组件连乘结果，总体可靠性高于单个组件的可靠性。理论计算和运行实践都表明，直流系统的可靠性要远远高于UPS系统，一个例证就是大型直流系统瘫痪的事故基本没有。
（2）效率大大提高目前大量使用的UPS主机均为在线双变换型，在负载率大于50%时，其转换效率与开关电源相近。但一个不容忽视的现实是，为了保证UPS系统的可靠性，UPS主机均采用n+1（n=1、2、3）方式运行，加之受后端负载输入的谐波和波峰因数的影响，UPS主机并不能满足运行，通常UPS单机的设计稳定运行负载率仅为35～53%。而受后端设备虚提功耗和业务发展的影响，很多UPS系统通常在寿命中后期才能达到设计负载率，甚至根本不能达到设计负载率，UPS主机单机长期运行在很低的负载率，其转换效率通常为80%多，甚至更低。对于直流电源系统而言，因其采用模块化结构，可根据输出负载的大小，由监控模块、监控系统或现场值守人员灵活控制模块的开机运行数量，使整流器模块的负载率始终保持在较高的水平，从而使系统的转换效率保持在较高的水平。
（3）输入参数大大改善现场测试发现，目前常用的12脉冲在线双变换型UPS主机，加装11次滤波器后，其输入功率因数通常在0.8～0.9，仅为0.95，输入电流谐波含量通常在7.5%左右。与此对应，由于PFC电路的应用，额定工况下，开关整流器模块的输入功率因数通常都在0.99以上，输入电流谐波含量通常在5%以下。输入参数的改善的直接效果是，前端设备的容量可以大大降低，前端低压配电柜可以不再配置电抗器，从而也可以降低补偿电容的耐压要求。
（4）带载能力大大提高UPS系统带载能力受两个因素的制约，一是负载的功率因数，以国内某大型UPS厂商的某型主机为例，在输出功率因数为0.5（容性）时，其允许负载率仅为50%；二是负载的电流峰值系数，通常UPS主机的设计波峰因数为3，如果负载的电流峰值系数大于3，则UPS主机将降容使用。对于直流系统而言，不存在功率因数的问题；因其并联了内阻极低的大容量蓄电池组，加之整流器模块有大量的富余（充电和备用），其负载高电流峰值系数的负荷能力很强，不需专门考虑安全富余容量。
（5）割接改造更为方便对于采用UPS供电的设备来说，除非其采用双电源（或四电源、六电源），或专门配置有STS设备，否则通常只能采用停电方式割接。对于重要系统来说，这是难以忍受的，更为麻烦的是，一些没有厂家支撑的老型设备，很有可能在停机不能重启的现象。直流电源只要做到输出电压和极性相同即可连接到一起，从而实现不停电割接，而这是非常容易做到的。