深度探讨：模块化UPS与数据中心供配电架构的未来

深度探讨：模块化UPS与数据中心供配电架构的未来

前言：上周，小编带大家回顾了由中国数据中心工作组、中国电源工业协会主办，华为协办的模块化UPS技术研讨会上总功率8*800kVA、160个模块并机测试项目，那么站在行业的角度，模块化UPS有哪些特性尤其深受用户喜欢？模块化UPS在逐步成为应用主流的过程中，用户有哪些或深或浅的顾虑？未来十年，UPS、HVDC和低压直流是否会在数据中心的供配电系统里三足鼎立？

本期将带大家回顾研讨会上举办的”问道专家：模块化UPS巅峰论坛”，让亲临现场的专家为我们拨云见日。

参与专家：中国数据中心工作小组组长钟景华、中国电源工业协会理事长季国平、中国电源产业技术创新联盟副理事长孙京伟、电信研究院主任侯福平、联通设计院副主任刘宝庆、移动设计院资深专家李玉昇、华为UPS首席架构师张晓飞。

“随需扩容”、“易维护”成为模块化UPS大优势

根据现场300多位行业用户、专家、学者票选的结果来看，在数据中心建设中，随需扩容、易维护、高效率、高可用性以及占地小成为模块化UPS大的优势。

移动设计院资深专家李玉昇表示，近年来随着云计算等IT业务的飞速发展，机房服务器、计算机类设备供电需求不断提高，现代数据中心的建设越来越多，系统数量越来越庞大，但是数据中心建设中电源的配置与业务的发展匹配度不是很高，在这种情况下，随需扩容的需求就迫在眉睫。如果电源设备不能随需扩容，那么一是会增加一次性的建设投资，二是在低负载运行情况下效率不高，会增加运营成本。除此之外，塔式机扩容需要购买整台新机、将机器安装到位、将系统中其他UPS转旁路后把新机接入系统，整个步骤中不仅投资高、安装时间长，而且在并入新机时由于整个系统处于旁路状态，存在市电中断导致负载掉电的风险。而模块化只要初期规划好配电系统，就可以通过增加模块来匹配负载的提升，且在扩容过程中保障对原有负载的不间断供电。

中国电源工业协会理事长季国平指出，易维护是模块化UPS大的优势，对用户来讲，能不能方便的维护非常关键，特别发生故障后要能迅速维护，好运维人员可自行维护而无需联系厂家，目前来看，模块化UPS最符合这一要求。

专家打消“成本”与“多模块并联可靠性”的顾虑

正因为具有如此众多的优点，目前主流UPS厂商都已发布模块化UPS，越来越多的用户也已经或正在考虑使用模块化UPS建设新数据中心。在这个过程里面，用户有哪些顾虑？且这些顾虑是否会成为制约模块化UPS在市场上继续高歌猛进的瓶颈呢？

根据现场投票结果来看，成本考量以40.4%的大占比首当其冲，而系统复杂以及多模块并联的可靠性分为以27.7%和23.4%位居第二和第三。针对这个结果，专家从不同角度做了如下深入剖析。

华为UPS首席架构师张晓飞表示，由于模块化UPS具备供电高可靠性的特点，不论是关键器件、架构还是系统，模块化UPS均采用双冗余方式，从自身物料成本来看，确实比高频塔式机稍贵，但是由于模块化UPS效率更高，节省运营成本；同时模块化UPS简单易运维，维护成本远低于高频塔式机。因此从整体系统投资看，模块化UPS的总成本会低于高频塔式机。

中国电源产业技术创新联盟副理事长孙京伟强调，实际上随着技术化的革命和市场的不断发展，在选择模块化UPS的时候大可不必顾虑成本问题。得益于边成长边扩容的特点，且在整个生命周期内具备高效率、易维护性等优异特性，相比传统塔式UPS，模块化UPS具备了更低的TCO。

中国数据中心工作组组长钟景华根据多年行业经验则指出，在以往的交流过程中，很多客户对于多模块并联的环流参数特别关心，作为关键的核心技术，如果能解决这个问题，客户很大程度上会打消对于多模块并联的顾虑。而今天现场看到创造了业界记录的华为160个模块并联使用都没有问题，相信模块化UPS会有更大的市场前景。

未来10年，供配电系统的发展趋势

供配电系统是数据中心的生命线，要建一个好的数据中心机房，首先必须有一个高质量的供配电系统。目前Tier4架构、2N系统、旁路模式、市电直供+UPS备份等等越来越多的供配电系统正在被行业吸纳采用，针对这一纷纭复杂的态势，专家是怎么看待未来供配电系统的发展趋势呢？

广州电信研究院主任侯福平指出，信息通信行业严格来划分是一个分等级的供电保障体系，不同的设备有不同的供电要求，电源是为主设备服务的，所以要考虑主设备需要什么电，要供给它什么电。未来的市场是一种细分的市场，各种不同的供电取决于不同的供电需求，站在电信的角度来说，理想的想法是希望今后在数据中心建设中少用塔式UPS，而用模块化UPS替代，提高可维护性，从而提供整个系统可用性。

联通设计院副主任刘宝庆谈到：“联通设计院成立了专门的小组研究和探讨未来的供电制式，小组和华为一起携手做了很多研究和测试，有一些比较好的认识。前面的30多年里面，48V供电系统一直是主流，安全可靠，非常成熟，当时功率密度相对比较低，现在数据中心的发展，要求高功率密度，在这种情况下，48V供电系统因为电压比较低，电流比较大，就会遇到困难，提升电压一直是我们想做的事情，现成的方案就是交流UPS，UPS历经五六十年的发展，非常可靠稳定成熟，用起来特别放心，但是现代数据中心的功率密度不断在提高，220V的交流电压也相对偏低，能不能更高？我们一直在研究，比如336V的直流的方案，现在做336V在推进上面有一定的难度，如果真要用这个技术，IT设备厂家也会做，但是可能会增加销售成本，因为它做的量不够，它必须要用很大代价把这个技术推进。同时我们也研究混合供电，一路市电，一路保障电源。哪种未来占主流，我想应该是各有领域，分不同的场景，有不同的应用。”

移动设计院资深专家李玉昇表示，将来的UPS和高压直流会是一个并存的关系，在不同的领域，根据不同的需求，各自有生存的条件，同时最终还要看服务器电源的发展，目前UPS与高压直流是否存在替代不替代，现在下结论还为时过早。

华为UPS首席架构师张晓飞强调，从去年开始，UPS和HVDC，甚至48V、12V在数据中心的供电在业界有大量的提法，也有各种应用。华为针对这四种架构进行了深入的研究，包括可靠性，成本分析，以及未来应用场景的对比。根据应用的不同主要分为四大类：集中供电房间级，模块化数据中心，机架供电以及服务器的供电，最后总结出，48V和12V在机架的供电和服务器的供电更合适，因为功率小，供电距离相对较短。在集中供电和模块化数据中心供电未来主流还会是UPS和HVDC共存。

50多年来，随着功率半导体器件和电力电子技术的进步，UPS设备经历了由带多个输出工频变压器到单个输出工频变压器的演变过程，而性能更好的大功率IGBT器件和更先进的控制技术的出现，为UPS设备从根本去掉输出隔离变压器创造了基础条件，使其在模块化、高频化、节能化和小型化方面取得了长足的进展，集中体现了UPS电路技术的进步，代表着UPS技术的发展方向。

最后，中国电源工业协会理事长季国平表示，模块化UPS作为高可靠供电的电源，通过并联成为高可靠的供电系统，华为模块化UPS在这方面起到了很好的带头示范作用，未来希望能继续携手，为数据中心与UPS产业进步做出更多的贡献！

征文：如果您对模块化UPS有任何使用心得，或者独到的技术见解，请不吝投稿至邮箱：tom.zhao@huawei.com，一经征用，会有精美大礼赠送！