高压直流技术的一些优点

1、高压直流系统的模块化设计。如下图，高压直流系统采用模块化设计，可大容量并机集中式供电也可小容量一体柜分布式供电，供电方式非常灵活。采用分布式供电的高压直流系统可以直接放置在列头柜位置，无须配套的独立电力室，大大节省机房空间。而且分布式供电故障影响面小，只影响一小区域，不像UPS出故障则影响一大片区域的供电。高压直流系统不仅供电设备可以分期建设，而且设备内部还可随着IT设备上架量不断增加，逐步按需配置模块个数。而且直流并机没有频率和相位相同的需求，因此并机非常简单可靠，同样系统扩容也非常容易。

模块化设计的另外一个重大好处是运维得到了大大解放，而且不再依赖于UPS厂家的支持。如果发现了故障模块，需要做的只是热插拔更换故障模块，像换块服务器硬盘一样简单，一线的现场人员即可处理，非常便捷。我们知道48V的通信电源系统非常成熟可靠，而且大家有丰富的运营经验，那么240V高压直流技术的运营几乎借鉴了48V系统的原理，也非常便捷可靠。

2、关于高压直流系统的高效率。前面的分析，我们知道高压直流系统不再采用2N配置（ 如果要求高可靠性，完全也可以实现2N），而采用的是系统内部模块的N+1配置，且可以根据实际负载情况配置合适的整流模块个数，得到较高的负载率，从而有很高的系统效率。

不仅如此，由于高压直流系统自身具备的节能休眠功能，可以根据实时负载需求开启合适的工作模块个数，保证在全负载范围和机房全生命周期都可实现高效率。而不像传统的UPS方案在机房建成初期设备上架率较低时候效率很差。

高压直流系统的一个非常明显的优点是不但自身可实现成熟的电池管理，而且还有智能休眠节能功能，其原因仍是电池直挂母线。由于电池直挂母线，那么瞬时的负载冲击可以通过电池放电来做缓冲，休眠退出过程中电池放电，然后设备退出休眠后再正常带载，因此不会拉垮系统；而传统的模块化UPS方案若启动休眠，由于电池挂接在逆变环节之前，则可能无法及时退出休眠导致整个系统宕机掉电。

空载下高压直流系统启动节能休眠后功耗很低只有几百瓦，日耗电6度，而传统的UPS空载日耗电160度，低载下节能非常明显。并且最新的高压直流系统休眠控制策略还具有同步老化以及定时唤醒功能 ,保证整个系统的各个整流模块同步老化 , 并提高系统的可靠性。

下表为国内某运营商的实际运行数据，我们可以看到节能和节省投资非常明显。

3、关于高压直流系统的可靠性。前面我们已经知道高压直流系统内是N+1的配置方式，那么即便坏了一个整流模块，对系统的可靠性几乎没有影响。而且电池作为另外一个备份单元，也可给运维人员提供充足的割接改造等腾挪时间。

下图比较了传统UPS单机和240V高压直流拓扑结构，从结构上看，高压直流系统和传统48V通信电源系统差异很少，只是电压更高些，整体结构非常清爽，非常简单。即便整流环节出了故障，还有电池直挂母线继续保障系统供电。反观UPS方案，由于涉及静态旁路、整流环节、逆变环节、以及输出静态开关，甚至输出升压变压器等，越复杂的系统，出故障的概率就要增加，因此整体可靠性较240V高压直流方案要低很多。

4、关于高压直流的安全性。很多同行一听到高压直流，都觉得非常恐怖，似乎高压则安全性差，直流则无法脱开，那么是否是这样呢？我们下面来分析这个问题。

高压直流系统和传统的UPS方案不一样，采用的是正负极输出浮地方式，不像48V通信电源系统采用正极接地方式，也不像传统UPS采用中线接地方式。由于整流模块内部输出安规电容的原因，实际高压直流系统正负极到大地的电压都是135V左右（240V的高压直流系统额定电压为240V，但默认电压为270V，好比48V电源系统的默认电压为54V一样，两者是5倍的关系），根据人体正常电阻约为6300 ohms左右，那么误碰到其中一极的135V直流估算下来的电流不足以对人体造成伤害的，况且通常我们还穿鞋等，因此实际即便误碰到任何一根母排，人体是几乎没有感觉的（非专业人士勿试，也强烈不建议模仿），如下图单手触摸母排照片所示。

如果正负母排的任何一级接地了，虽不会造成系统掉电（而传统UPS方案，任何一相火线输出接地，则会导致设备掉电），此时若误碰到另外一极，则270V直流可能会让操作人员有触电感觉，但根据理论估算，同样不会对人体有较大伤害（再次强烈不建议拿自己安全做测试）。实际设计中为了避免此意外发生，通常要求高压直流系统配置绝缘监测仪，以便出现系统绝缘问题时候提早预防并定位故障点。

反观传统的UPS系统，从下面的表格可以知道其实人体对交流的耐受能力远远低于直流，其可能原因是人体心脏的心跳频率和交流50Hz或者60Hz的工频较为接近，那么交流触电时候更容易引起心室震颤（共振原理？待考证），导致生命危险。因此240V高压直流其实挺安全。