導語：供電系統(tǒng)投資與運行成本對比一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

直流240V供電系統(tǒng)是中國電信的一項技術創(chuàng)新，用來取代傳統(tǒng)交流UPS，為使用220V交流電的計算機類網(wǎng)絡設備、通信設備提供高可靠性的不間斷供電。與傳統(tǒng)交流UPS相比，直流240V供電系統(tǒng)具有更高的可靠性，更好的可維護性，以及更高的運行效率，因此得到了迅速推廣。本文對傳統(tǒng)交流UPS供電系統(tǒng)與直流240V供電系統(tǒng)在投資和運行成本上進行了比較和分析，數(shù)據(jù)均基于中國電信湖北公司已建工程項目實際發(fā)生費用和在網(wǎng)運行系統(tǒng)使用情況。其中，系統(tǒng)一是2008年建設的位于武漢電信營房村二樞紐19層的300kVAUPS1＋1供電系統(tǒng)，系統(tǒng)二為2011年建設的位于武漢電信江夏IDC機樓的1000A直流240V供電系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)為同一供應商提供。

1供電能力評估

供電能力按可滿足標準服務器機柜數(shù)量評估。

1．1交流

UPS系統(tǒng)按照300kVAUPS安全運行輸出能力計算，1套300kVAUPS1＋1系統(tǒng)實際可輸出能力為192kW，可滿足IDC機房64架服務器機柜用電所需（單機柜耗電量以3kW計算）；1套300kVAUPS2＋1系統(tǒng)可滿足IDC機房128架服務器機柜用電所需。

1．2直流

240V系統(tǒng)1套1000A直流240V系統(tǒng)最大可輸出電流760A（系統(tǒng)扣減備用模塊2塊，蓄電池配置2組2000Ah，充電電流按20小時率計算），輸出功率為760A×270V＝205kW，可滿足68架服務器機柜使用，2套1000A直流240V系統(tǒng)可滿足137架服務器機柜使用。綜上，1套300kVAUPS1＋1系統(tǒng)與1套1000A直流240V系統(tǒng)的供電能力基本相當，1套300kVAUPS2＋1系統(tǒng)與2套1000A直流240V系統(tǒng)的供電能力基本相當。

2設備占地面積

2．1交流UPS系統(tǒng)營房村19層300kVAUPS1＋1供電系統(tǒng)包括2臺300kVAUPS主機、1面輸入配電屏、2面電池開關柜、2面輸出配電屏和6組200Ah蓄電池組，總占地面積為15．67平方米；300kVAUPS2＋1供電系統(tǒng)包括3臺300kVAUPS主機、1面輸入配電屏、3面電池開關柜、2面輸出配電屏和9組200Ah蓄電池組，總投影面積為22．97m2。

2．2直流240V系統(tǒng)江夏IDC機房一套1000A直流240V系統(tǒng)包括1面交流配電屏、2面直流配電屏、3架整流機架、2組2000Ah蓄電池，總投影面積為16．80m2，2套1000A直流240V系統(tǒng)設備投影面積為33．60m2。

2．3設備投影面積比對表UPS系統(tǒng)和高壓直流系統(tǒng)投影面積比對表如表1。

3配套高低壓系統(tǒng)投資

在配套高低壓系統(tǒng)投資上，交流UPS系統(tǒng)和直流240V系統(tǒng)沒有差別，本文從最近建設的武漢電信江夏IDC工程提取數(shù)據(jù)。高低壓系統(tǒng)設備部分的投資相對固定，但外供電引入部分不同項目，其投資有較大的差別。外供電引入部分投資的多少與IDC機房用電量、高低壓室改建與否、供電開閉所至IDC機房的距離、高壓電纜布放路由是否暢通等諸多因素有關。江夏IDC機房高低壓部分投資共包括5000kVA高壓單路引入、2臺2500kVA變壓器、8面高壓柜、20面低壓柜以及新建高、低壓室?？偼顿Y約800萬元左右，平均每kVA造價約0．16萬元。300kVA1＋1UPS系統(tǒng)在高、低壓配電部分的投資約為：0．16萬元／kVA×300kVA×0．8／0．87／0．95＝46．46萬元；其中0．8為輸出功率因數(shù)，0．87為UPS效率，0．95為輸入功率因數(shù)。直流240V系統(tǒng)輸入功率因數(shù)0．99，效率0．93，則1000A直流240V系統(tǒng)在高、低壓配電部分的投資為：0．16萬元／kVA×270V×1000A／0．93／0．99／1000＝46．92萬元。

4配套油機投資

4．1交流UPS系統(tǒng)由于UPS設備諧波反饋以及負載電流突變等因素，傳統(tǒng)UPS設備與油機的容量配比一般為1．5～3，評估中取值為2。一套300kVAUPS1＋1系統(tǒng)，油機容量配置為384kW（取UPS的最大負載率為80％）；一套300kVAUPS2＋1系統(tǒng)，油機容量配置為768kW。江夏IDC機房油機設備為一臺1800kW柴油發(fā)電機組，工程總投資410萬元左右，平均每kW造價為0．23萬元，UPS系統(tǒng)在油機部分的投資為384（768kVA）×0．23萬元／kVA＝88．32（176．64）萬元。

4．2直流240V系統(tǒng)直流240V系統(tǒng)與油機容量的配比可按1∶1．1配置，故1套1000A直流240V系統(tǒng)，油機容量配置約為297kW；2套1000A系統(tǒng)，油機設備容量配置約為594kW。直流240V系統(tǒng)配套油機部分投資為297（594kVA）×0．23萬元／kVA＝68．31（136．62）萬元。

5電力室空調(diào)投資

從主設備及蓄電池設備的投影面積來看，兩種電源系統(tǒng)設備占用機房面積基本相當且面積不大，為簡化電力室空調(diào)部分投資計算比對過程，本文忽略電力室環(huán)境部分的發(fā)熱量統(tǒng)計。

5．1交流UPS系統(tǒng)交流UPS設備實際工作效率大約在87％左右，1套300kVAUPS1＋1系統(tǒng)，UPS設備發(fā)熱量大約為29kW，通常配置12．5kW小型機房專用空調(diào)3臺；1套300kVAUPS2＋1系統(tǒng)，UPS設備發(fā)熱量大約為58kW，通常配置12．5kW小型機房專用空調(diào)5臺。按目前12．5kW小型機房專用空調(diào)的采購價格，UPS系統(tǒng)在小型空調(diào)部分的投資為3（5）×2．5＝7．5（12．5）萬元。

5．2直流240V系統(tǒng)直流240V系統(tǒng)效率值按93％計算，1套1000A直流240V系統(tǒng)設備發(fā)熱量為16kW，需要配置12．5kW小型機房專用空調(diào)2臺；2套1000A系統(tǒng)需要配置12．5kW小型機房專用空調(diào)3臺。直流240V系統(tǒng)在小型空調(diào)部分的投資為2（3）×2．5＝5（7．5）萬元。

6IDC機房空調(diào)投資

IDC機房空調(diào)配置依據(jù)設備發(fā)熱量和環(huán)境發(fā)熱量綜合統(tǒng)計，根據(jù)經(jīng)驗值，1kW設備需要配置1．1～1．2kW制冷量的空調(diào)，而目前使用的50kW機房專用空調(diào)設備價格大約為11萬元左右，由此可測算出1kW負載設備分攤空調(diào)部分投資約為0．24萬元。

6．1UPS系統(tǒng)300kVA1＋1UPS系統(tǒng)可滿足64架設備使用，則機房空調(diào)配置數(shù)量為64×3×1．1kW＝211．2kW，空調(diào)投資為211．2kW×0．24＝50．69萬元。同理可計算出300VA2＋1系統(tǒng)配套IDC機房空調(diào)投資為101．38萬元。

6．2直流240V系統(tǒng)一套1000A直流240V系統(tǒng)為68架設備供電，則機房空調(diào)配置數(shù)量為68×3×1．1kW＝224．4kW，空調(diào)投資為224．4kW×0．24萬元／kW＝53．87萬元。同理可計算出二套1000A直流240V系統(tǒng)配套IDC機房空調(diào)投資為108．5萬元。

7電源空調(diào)配套工程一次性總投資

綜上得出電源空調(diào)配套工程一次性總投資比較如表2所示。

8電源空調(diào)配套工程單機柜年度分攤投資

由于各種設備的使用、運行年限不一，僅用一次性投資來比較UPS系統(tǒng)及直流240V系統(tǒng)的投資額顯然不合理。以下按照通信電源維護規(guī)程規(guī)定的各種設備、材料的有效使用年限，采用單機柜每年度分攤投資來比較（見表3）。計算公式：（高低壓設備投資／20＋油機設備投資／10＋…＋電纜投資／20）／機柜數(shù)量＝單機柜年度分攤建設投資。由此得出單機柜年度分攤投資額，如表4所示。

9運行電費成本

9．1供電系統(tǒng)的電費取供電系統(tǒng)為每機柜提供3kW功率時所產(chǎn)生的電費來比較。電費單價按武漢電信當前發(fā)生的0．95元／度來計算。300kVA1＋1UPS系統(tǒng)電費＝0．95元／kWh×3kW／0．87×24h×365＝28696．55元／年／機架其中0．87為UPS系統(tǒng)效率。1000A直流240V系統(tǒng)電費＝0．95元／kWh×3kW／0．93×24h×365＝26845．16元／年／機架其中0．93為直流240V系統(tǒng)效率。

9．2電力室空調(diào)的電費不同的供電電源導致電力室配置的空調(diào)數(shù)量不同，從而使電力室空調(diào)電費產(chǎn)生差異。使用300kVA1＋1UPS系統(tǒng)的電力室空調(diào)電費分攤到單機柜＝0．95元／kWh×5kW×3×24h×150／64＝801．56元／年／機架。其中5kW為電力室空調(diào)耗電量（能效比2．5），3為空調(diào)配置臺數(shù)，150為一年大約運行天數(shù)。使用直流240V系統(tǒng)電力室空調(diào)電費分攤到單機柜＝0．95元／kWh×5kW×2×24h×150／68＝502．94元／年／機架。其中5kW為電力室空調(diào)耗電量（能效比2．5），2為空調(diào)配置臺數(shù)，150為一年大約運行天數(shù)。同理，我們可以計算出300kVA2＋1UPS以及套1000A直流240V系統(tǒng)電力室空調(diào)所用電費分攤至單機柜的電費，分別為667．97元和374．45元。

9．3240V系統(tǒng)1套1000A直流240V系統(tǒng)最大可輸出電流760A（系統(tǒng)扣減備用模塊2塊，蓄電池配置IDC機房空調(diào)電費成本IDC機房空調(diào)電費成本也應包含在每個機柜的電費成本中。由于IDC機房空調(diào)配置數(shù)量與使用何種電源設備無關，故該部分的電費支出一致。IDC機房空調(diào)電費＝0．95元／kWh×24h×365×211kW／2．5／64＝10974．64元／年／機架9．4單機柜年度電費合計單機柜電費年度合計＝電源設備電費＋電力室空調(diào)電費＋IDC機房空調(diào)電費，如表5所示。10結論根據(jù)上述對具有相當供電能力的交流UPS系統(tǒng)和直流240V系統(tǒng)的投資和運行費用的比較，可以得到：

（1）1000A直流240V系統(tǒng)在配套電池投資達到300kVAUPS1＋1系統(tǒng)配套電池投資的2倍，同時供電能力高4個機柜的情況下，一次性總投資仍節(jié)省12．5％。配套電池的配置，UPS按0．5～1小時率設計，240V直流按2～3小時率設計。今后240V直流可按1～2小時率設計，其投資優(yōu)勢會更明顯。

（2）1000A直流240V系統(tǒng)比300kVAUPS1＋1系統(tǒng)供電的單機柜年度分攤投資節(jié)省25％，優(yōu)勢十分明顯。

（3）1000A直流240V系統(tǒng)比300kVAUPS1＋1系統(tǒng)供電的單機柜年度電費節(jié)省5％。

（4）以上分析基于供電能力相當?shù)腢PS和直流240V系統(tǒng)的經(jīng)濟性比較。由于UPS系統(tǒng)的可靠性達不到電信級要求，實際上電信機房大量使用兩套1＋1UPS對負載提供冗余供電，以提高供電的可靠性。而此時UPS的負載率下降到30％左右，電源設備和蓄電池的投資翻倍，經(jīng)濟性大幅下滑。