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在上述背景下，本文对DPS及其在数据中心中的创新应用提出了如下4点分析和思考。

首先，需要明确的是：根据DPS行业标准和数据中心设计规范，DPS是不间断电源的一种。它的特殊性在于其标配电池，而且是为标准网络机柜网络设备提供不间断供电的UPS。

其次，对于DPS而言，其实质是一个基于全模块化设计的锂电池UPS系统，UPS和锂电池进行整体统一设计，两者均支持热插拔，且具备内部实时通信和保护联动机制，安全性高。

再者，与传统UPS/HVDC分类相呼应，DPS也分为交流在线式，交流后备式，直流式（高压直流型，输出240VDC或336VDC），交直流混合式。但是因为定义为分布式、网络机柜网络设备供电，因此输出一般为单相220Vac（交流类型）或240VDC（高压直流类型），通常额定功率在3-12kVA。一般给单个IT机柜或相邻2个IT机柜供电，系统功率较小，采用机架式安装。

相对于传统机架式UPS配套铅酸电池方案，DPS在设计和诞生之初，已经充分考虑到传统方案设备更换维护困难，运维监控复杂等不足，具有后发优势。

首先，DPS采用全模块化设计，锂电池模块与电源模块均支持在线热插拔，设备维护和更换时间≤5min，简单、易操作。

其次，锂电池寿命长达10年或以上，重量和所需安装空间相对于传统铅酸方案减少60%以上；无需每隔3-5年更换一次蓄电池，且安装部署简单。对于具有承重和空间问题困扰的数据中心而言，其充分利用了现有IT机柜“浪费”的U位空间，以及楼板 “富余”的承重指标，数据中心IT出架率可以提升20%以上。配合小母线、背板空调等分布式组合方案，机房整体出架率可以进一步提升。

最后，通过DPS集中监控软件，用户可以同时对大批量部署的DPS设备（含UPS、锂电池）进行统一集中监控和管理;此外,通过对IT机柜中DPS的用电分析，结合运行数据报表和图形显示等功能，可以进一步优化IT部署和提升能源利用率。

集中式和分散式供电是一个相对的概念，本质上是一个供电规模和颗粒度的问题。在应用层面，集中式和分布式供电方案各有千秋。

部分新建/改建数据中心在设计规划时面临如下问题和挑战：

1) 供配电系统整体部署，前期投入大；

2) IT机柜负载上架率低,上架周期长，U位空间浪费大,运行效率低；

3) 服务客户/业务类型多，负载波动大，未来需求不确定；

4) 老旧数据中心节能改造面临承重、空间不足，能耗高等问题；

分布式供配电架构中，DPS因为其颗粒度足够小，可以紧贴IT业务发展变化，真正做到按IT机柜颗粒度建设，线性投资，降低Capex。同时因为靠近IT负载，对于上游配电系统的影响小，适应性强。

云计算给IT业务处理带来足够的弹性，可以有效应对IT业务波动，提升IT资源利用率和系统可用性。从数据中心整个业务价值链来说，数据是核心生产要素，IT基础设施是生产设备，数据中心供配电系统更多起到的是辅助支持作用。随着IT技术的不断发展，通过虚拟化技术、分布式冗余技术、异地多活技术，也可以保障和提升数据可用性。因此IT基础设施和数据中心关键基础设施进行有效结合，即使采用低等级的数据中心关键基础设施，也可以满足A级数据中心中对于数据的高可用要求，同时降低了整个数据中心的关键基础设施投入，降低TCO。

图1 数据中心IT和关键基础设施

当前众多云服务提供商、互联网公司、电信运营商，已经有了相关架构探索和实践。《GB50174-2017数据中心设计规范》关于A级数据中心划分也进行了同步和说明：

1)对于在互联网和运营商业务里面已经广泛应用的“1路市电+1路UPS/HVDC”架构，在满足对上游电网、下游负载供电质量要求的情况下，可以归类为A级数据中心。

2)当两个或两个以上地处不同区域的数据中心同时建设，互为备份，且数据实时传输，业务满足连续性要求时，数据中心的基础设施可按照容错系统配置，也可以按照冗余系统配置。

3)在同城或异地建立灾备数据中心时，灾备数据中心宜与主用数据中心等级相同。当灾备数据中心与主用数据中心数据实时传输备份，业务满足连续性要求时，灾备数据中心的等级可与主数据中心等级相同，也可以低于主用数据中心的等级。

在对于可用性要求极高的金融行业，2021年12月31日中国人民银行在印发的《金融科技发展规划(2022-2025年)》中，也明确提出了”云管边端”高效协同，释放云端压力，快速响应用户需求；积极采用多活冗余技术构建高可靠、多层级容灾体系;建立绿色高可用数据中心.。

表1 各行业关于数据中心等级划分说明

2N架构具备高可靠性和可用性特点，但是因其容错配置，应用中也存在系统负载率低，运行效率低，投资和运行成本高的问题。为了更好地平衡系统可用性和TCO，在供配电层面，“1路市电+1路UPS/HVDC“组成的不对称双总线、分布式冗余（DR）、后备式冗余（RR）架构逐步回到大众视野，并且付诸于实践。从数据中心整体系统角度，从中压到IT负载前端的各个供配电阶段，采用不同供配电等级，形成架构组合，以实现系统可用性与成本综合最优的方案架构探索也已经开始。

典型DPS内部集成有双路交流输入、2路或3路输出；其中一路市电供电，交流输入-交流输出，系统提供电压、电流检测和防浪涌保护等功能；另外一路经过DPS的电源模块，交流输入，输出直流（HVDC DPS）或交流（AC DPS）。通过对机房DPS设备数量和输入、输出回路接线方式的相应调整，就可以轻松实现“1路DPS+1路市电”不对称双总线、DR、RR架构，系统效率高达97%，可用性高达99.998%，且极具架构灵活性。在考虑采用ECO模式情况下，DPS系统效率可以高达99%。

图2 T3标准部署架构（DPS）

图3 2N/DR高可靠性部署架构（DPS）

图4 T3+RR部署架构（HVDC DPS）

IT云化也引起了业界对于供配电云化的思考，DPS分布式供电相对于传统集中供电的优势在于颗粒度小，贴近IT负载，给单个或相邻2个IT机柜供电，管理调节可以更加精细。通过将分散于各个IT机柜的高压直流DPS直流输出并联，组成直流能源池或直流微电网。依托于能源虚拟化策略，可以灵活响应不同IT机柜工作负载需求和波动，在保证可用性的前提下，提升能源利用率。

对于集成小母线、DPS、背板空调等分布式产品技术于一体的IT机柜，某种程度上可以理解为一个独立的“单柜模块化数据中心”,或可以组成”单柜模块化数据中心集群”。依托于IT技术，不同IT柜、微模块、机房之间业务数据实时传输，在保障业务连续性和数据完整性的同时，实现数据中心级别的互为备份，提升系统可用性。结合国标GB50174-2017关于A级数据中心架构的定义，以及云服务提供商、央行等关于多活冗余架构的探索实践，采用低等级供电架构的多活数据中心，也可以具备A级数据中心数据可用性，同时符合数据中心绿色低碳的发展目标。