通信网络中UPS的应用及IDC发展

通信网络中UPS的应用及发展一．UPS系统在通信网络的应用情况二．UPS技术原理及应用特点三．关键技术难点和存在问题四．对UPS系统的需求和技术要求五．通信用模块化UPS六．通信用240V直流供电系统七．IDC技术发展趋势目录一、UPS系统在通信网络的应用情况通信网络演变趋势：–迅速向计算机与通信（C&C）的紧密结合的模式发展–从技术的发展趋势上已经是IT(信息技术)与CT（通讯技术）的日益融合。–下一代通信网络（NGN）以及第三代移动电话（3G）都将以计算机网络技术作为平台一、UPS系统在通信网络的应用情况通信网络供电模式：–为了保证供电安全的可靠性,核心网络层面仍将以直流电源作为基础供电电源模式；–业务支撑系统平台，使用交流电源供电模式也将同时并存;–基于计算机类设备的大量应用，UPS系统设备在通信网络上的使用也越来越多.一、UPS系统在通信网络的应用情况宽带数据业务的发展：–在网络中的比重越来越大；–IDC机房中对UPS的需求甚猛；–IDC业务及其UPS供电系统，是通信电源专业直接面对客户的一个窗口。UPS——通信电源维护的难点UPS技术应用的发展：供电对象：单台计算机设备——网络设备——整个通信网络。供电方式：小型分散供电——大型集中——串连备份——并联热备份系统——双母线系统一、UPS系统在通信网络的应用情况一、UPS系统在通信网络的应用情况UPS供电技术仍处于发展时期：–在应用前景的推动下，UPS系统供电技术本身也得到了很大提高；–相对于其他电源供电技术而言，UPS供电技术仍不成熟。一、UPS系统在通信网络的应用情况UPS供电对象：–计算机终端；–网络服务器；–网络路由器；–交换器；–显示器–磁盘存储阵列–小型机等。一、UPS系统在通信网络的应用情况UPS供电方式：–小型UPS分散供电；–大型UPS相对集中供电：串连冗余备份N+1并联热备份负荷负担真正双回路供电一．UPS系统在通信网络的应用情况二．UPS技术原理及应用特点三．关键技术难点和存在问题四．对UPS系统的需求和技术要求五．通信用模块化UPS六．通信用240V直流供电系统七．IDC技术发展趋势目录二、UPS技术原理及应用特点UPS工作原理：–UPS(UninterruptiblePowersystem)不间断电源–UPS是专门为计算机设计的一种不间断电源，UPS离不开计算机，计算机也离不开UPS–随着计算机的广泛应用，使得UPS也得到了广泛的应用二、UPS技术原理及应用特点UPS工作原理图：二、UPS技术原理及应用特点UPS的作用___保证瞬间停电时的供电–保存内存中的信息；–完成正常的系统关机流程；–保护计算机硬盘存储器对后备时间的要求并不高，一般只要几分钟到十几分钟就足够了。二、UPS技术原理及应用特点UPS的作用___消除“电源缺陷”，提供清洁电源例如：电压浪涌高压尖脉冲暂态过电压电压下陷线路噪声频率偏移持续低电压供电中断二、UPS技术原理及应用特点UPS的应用特点•工业生产过程中——最主要的是作为清洁电源使用，减少甚至消除各种电源缺陷和电磁干扰；•在通信网络中——首先是作为一种应急后备电源，确保在需要时维持通信网络的不中断。•在不同的应用场合，对UPS需求的重点是不同的。二、UPS技术原理及应用特点•与通信网络的基础供电电源——直流供电系统相比较，UPS系统在应用方面也有很大的区别:二、UPS技术原理及应用特点项目高频开关电源系统UPS系统波形直线正弦波或方波电压低(-48V)高(220V/380V)电流大小功率小大效率较高较高结构模块化整机控制可自主控制输出对控制模块依赖性高输入端谐波有，但影响较小有，但影响较大UPS系统与直流供电系统的比较（一）二、UPS技术原理及应用特点项目高频开关电源系统UPS系统蓄电池供电直接经逆变器后备时间较长较短并机条件极性、电压相同极性、电压、相位、频率相同并机复杂程度可简单并接不可简单并接单点故障点少多在线更换可行性大可行性小维护性能较高较低UPS系统与直流供电系统的比较（二）一．UPS系统在通信网络的应用情况二．UPS技术原理及应用特点三．关键技术难点和存在问题四．对UPS系统的需求和技术要求五．通信用模块化UPS六．通信用240V直流供电系统七．IDC技术发展趋势目录三、关键技术难点和存在问题•在一般的用电场合或者是其他行业，与直接市电供电方式比较，使用UPS系统供电的可靠性已经是非常高的了。在通信网络上，由于我们已经有－48V直流电源作为基础电源，因此与直流供电系统比较，UPS供电系统仍存在一些关键技术瓶颈和问题。三、关键技术难点和存在问题1、系统可靠性•虽然UPS的技术发展很快，特别是在UPS设备本身随着电子技术发展和电子芯片集成度的提高，通过冗余备份技术，其主机的可靠性已经可以做得很好，生产厂家已经号称可以做到5个“9”甚至7个“9”，但是由于UPS技术本身的性能特点，决定了UPS系统的可靠性并不高。三、关键技术难点和存在问题1、系统可靠性•UPS系统的输入和输出都是交流电，而交流电本身的频率、相位及电压特性决定了它不能通过简单的并联方式来实现冗余和备份，也就必然有许多地方势必成为供电的单点故障点，一旦出现故障无法用备份电源或备份回路及时保证供电和通信网络不中断。整体来看，在通信行业这个特定环境使用UPS，其供电可靠性仍远逊于直流供电系统。三、关键技术难点和存在问题实际使用情况•例如：在某个大型本地网自2000年起统计，投入使用的各种品牌的不同型号UPS系统超过50套，至今为止，都出现大小不同的故障，有些甚至引起供电中断输出，通信网络瘫痪。三、关键技术难点和存在问题2、系统后备时间•一般常用的单体6V或12V的通信用蓄电池只能做到100AH～200AH，延长后备时间只能通过增加并联蓄电池组来实现，而受蓄电池单体电压离散性等因素限制，蓄电池组并联的数量一般不超过4组。•所以一般UPS系统的后备时间只能在15～60分钟左右；三、关键技术难点和存在问题2、系统后备时间•单体2V的通信用蓄电池则可以做到3000AH，如果需要达到与直流系统同样的后备时间，所需蓄电池的数量是直流系统的8倍，如果使用IGBT一类的高压UPS设备，所需的蓄电池只数更多。•UPS系统设计后备时间远低于直流系统三、关键技术难点和存在问题3、客户的期望值与实际技术水平的差距•UPS——不会中断的电源系统•为什么还会停电？？?三、关键技术难点和存在问题3、客户的期望值与实际技术水平的差距•通信网络的演变•十年前——以话音通讯为主•现在——以数据通讯为主•通信网络对UPS供电电源的要求也非常高，•对安全供电的要求也是非常之高。三、关键技术难点和存在问题4、设备可维护性•UPS的自动控制何智能化程度较高•维护人员操作实践机会少•对技术和设备的了解就无法深入•出现问题往往是束手无策。三、关键技术难点和存在问题4、设备可维护性•厂家对关键技术和资料保密•需要外接电脑和专用的加密软件来进行•通过主板上的地址跳线来实现•而厂家的售后服务往往不尽人意•出现故障后造成延误三、关键技术难点和存在问题4、设备可维护性•UPS用户的感觉：•通信网络上UPS系统的维护和供电保障已经成为老大难问题！！！三、关键技术难点和存在问题4、设备可维护性•对于UPS本身必须进行的一些例行维护和零部件更换工作（例如改变设置、改变跳线、更换滤波电容、更换开关甚至维护蓄电池等），以及对设备进行并机、扩容等工作，往往需要设备停电甚至系统停电才能进行，无法在线不断电完成。三、关键技术难点和存在问题5、设备的配置和规划–UPS是一种“关键基础物理设施”–没有统一规划–投资渠道无保障，只能随主设备配套。–供需矛盾突出，或者重复建设三、关键技术难点和存在问题6、UPS产品的同质化–UPS“负载”的不断升级扩容，要求UPS必须能够承载用户阶段性的信息化发展战略；–UPS产品的同质化使厂商陷入价格战的泥坑，厂商的收益和研发投入在逐步减少，交互影响形成恶性循环。能满足电信级要求的UPS系统产品不是太多，而是太少！一．UPS系统在通信网络的应用情况二．UPS技术原理及应用特点三．关键技术难点和存在问题四．对UPS系统的需求和技术要求五．通信用模块化UPS六．通信用240V直流供电系统七．IDC技术发展趋势目录四、对UPS系统的需求和技术要求•电信级的供电保障——不使用UPS在通信网络特别是核心网络层坚持使用-48V直流供电系统，尽量不使用交流供电•努力提高UPS系统的可用性可用性＝可靠性＋可维护性IDC机房设计和运行管理丛书《数据中心UPS供电系统的设计与应用》作者：张广明韩林编著出版社：人民邮电出版社四、对UPS系统的需求和技术要求•对于通信网络而言，确保网络安全供电在不中断，始终是放在第一位的。•UPS系统在通信网络上的使用，首先是作为应急的后备电源，要确保在市电中断时能够及时投入，可靠倒换。四、对UPS系统的需求和技术要求要保证良好的售后服务•但凡是设备，就不可能没有故障和出现问题。关键在于对出现问题后的响应即售后服务的保证和响应速度，必须将问题和故障控制在一个可控的范围内。四、对UPS系统的需求和技术要求•不要轻易考虑转旁路！四、对UPS系统的需求和技术要求•相对集中供电：•在局站内实行UPS集中供电•专业化管理和专业化维护一．UPS系统在通信网络的应用情况二．UPS技术原理及应用特点三．关键技术难点和存在问题四．对UPS系统的需求和技术要求五．通信用模块化UPS六．通信用240V直流供电系统七．IDC技术发展趋势目录五、通信用模块化UPS•提高UPS系统的可维护性是提高UPS系统可用性的一个行之有效的途径可用性＝可靠性＋可维护性•YD/Txxxx-200x《通信用模块化不间断电源技术条件》根据电信业用UPS供电保障要求和通信网络供电保障的应用场合要求，通信用模块化UPS入网应用应具备如下门槛条件：五、通信用模块化UPSUPS系统必须采用非固定主从控制模式。UPS模块必须能够在线插拔而不影响UPS系统正常工作。UPS机架必须可以并架运行。UPS系统最大容量必须达200kVA。五、通信用模块化UPS通信网络供电保障要求模块化UPS能象高频开关电源一样，每个模块都是独立工作，不受其他功率模块和监控模块及旁路模块的控制，更不受其他模块的故障影响，也就是说不但功率模块可以随意插拔，监控模块、旁路模块也应能随意插拔。即使有主模块，也是非固定方式，主模块停止工作或拔出不影响系统其他模块运行。门槛条件的设定理念UPS系统必须采用非固定主从控制模式。UPS模块必须能够在线插拔而不影响UPS系统正常工作。通信网络供电保障要求模块化UPS能象高频开关电源一样，模块能在不影响正常输出状态下进行插、拔操作，这里的在线插拔的难点不是带电插，而是带载拔，我们的基本要求是可以在关闭模块输出状态下拔出，也不反对在不关闭模块输出状态下拔出。五、通信用模块化UPS门槛条件的设定理念鉴于IGBT的功率限制和模块插拔操作的方便，要求单个模块功率不必太大，重量不能太重，按照10～20KVA一个模块、10～20kg一个模块是比较理想的选择，为了便于模块的并机和均流控制，从当前模块化UPS的技术发展现状来考虑，适合选择系统容量20～200KVA的中功率段使用较为合适。但200KVA并不是最终目标，向上扩容的空间。UPS系统最大容量应达200kVA。UPS机架必须可以并架运行。通信网络供电保障要求模块化UPS也能象高频开关电源一样，具备并模块和并机架的能力，通过并机架方式解决扩容要求，而不是通过增加单个模块功率容量或其他方式来扩容。五、通信用模块化UPS—关注的性能和功能序号测试检查项目解释说明1整流/逆变在同一模块内？要求每一个模块能独立工作，不依赖其他模块。2转换效率是否达标？转换效率表面上是节能要求，更多考虑是减少发热、增加稳定性要求。4模块均流性是否达标？模块均流是工作稳定、不随意过载转旁路的基本要求。满载或过载状态下的均流好坏是模块化UPS发展的关键问题。3输入电流谐波是否达标？谐波含量合格是电源质量、节能