高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)

1、高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)項目介紹網(wǎng)絡(luò)部2010年9月高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的的應(yīng)用趨勢123高壓直流遠(yuǎn)程供電介紹項目進(jìn)展情況介紹4下階段工作安排高壓直流標(biāo)準(zhǔn)的制定及推廣情況一、中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ CCSA ）正在就通信機房用高壓直流作相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。2009年制定“240V高壓直流供電系統(tǒng)”技術(shù)報告，2009年12月發(fā)布。 2010年提出“直流UPS”技術(shù)報告立項，預(yù)計2010年完成。電壓等級在300V以上。二、中國移動在制定380V的標(biāo)準(zhǔn)。已經(jīng)在深圳做了試點，參與廠家有中達(dá)、艾默生、奧特迅，服務(wù)器為浪潮。8月4、5日在深圳開了第一次試點情況和規(guī)范的評審會議。三、各國、各組織都在制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。中國移動、

2、 歐洲電訊標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ETSI）、日本NTT、 Legrand（比利時)、 UPN（瑞典）、FT、 DELTA電子（臺灣)等在制定380V的標(biāo)準(zhǔn) 。TGG（國際數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)化組織）、EPRI(美國電力研究協(xié)會)等在推380400V的標(biāo)準(zhǔn)。韓國KT推300V的標(biāo)準(zhǔn)，富士通, NEC, 日立等推320V 的標(biāo)準(zhǔn)。高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的應(yīng)用趨勢推廣高壓直流目的系統(tǒng)安全和節(jié)能1、當(dāng)前UPS供電系統(tǒng)運行中存在的問題高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的應(yīng)用趨勢系統(tǒng)可靠性問題；系統(tǒng)可靠性問題；系統(tǒng)復(fù)雜、單路經(jīng)故障點多、維護(hù)難度大等。系統(tǒng)電流諧波干擾問題；系統(tǒng)電流諧波干擾問題；系統(tǒng)中存在兩個諧波源,對電網(wǎng)和系統(tǒng)本身形成干擾、增

3、加濾波設(shè)備、降低輸入功率因數(shù)和能源利用率、對地線系統(tǒng)提出苛刻要求等。系統(tǒng)成本和能源消耗問題；系統(tǒng)成本和能源消耗問題；能源兩次轉(zhuǎn)換降低了效率、系統(tǒng)復(fù)雜性提高了購置成本和的運行成本、電流諧波存在增加了濾波設(shè)備、輸入功率因數(shù)的低下降低了系統(tǒng)設(shè)備容利量用率。系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化問題；系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化問題；系統(tǒng)復(fù)雜為標(biāo)準(zhǔn)化帶來困難。 系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展、變更問題；系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展、變更問題；系統(tǒng)組成靈活性、可擴(kuò)展性差，縮短了生命周期。系統(tǒng)使用維護(hù)難度問題。要求較高的維護(hù)水平，多供應(yīng)商和非標(biāo)準(zhǔn)化使故障修復(fù)困難。2、直流UPS供電系統(tǒng)的優(yōu)勢（1）備用能源的功能得到充分地發(fā)揮 可靠性高；系統(tǒng)構(gòu)成簡單，減少了供電系統(tǒng)中不

4、可預(yù)見、突發(fā)性的故障對負(fù)載的威脅； 電池供電不需經(jīng)過DC/AC轉(zhuǎn)換，電池能量利用率提高10%；（2）從根本上消除了諧波電流對系統(tǒng)和電網(wǎng)的污染： 最大限度地減少了諧波電流對系統(tǒng)和電網(wǎng)的污染；可去掉各環(huán)節(jié)濾波設(shè)備；（3）簡化主機設(shè)計、降低成本、提高效率和可靠性：主機（去掉AC/DC）降低30-40%；去掉各級濾波器、負(fù)載前端STS、簡化線纜等；系統(tǒng)總成本基本結(jié)構(gòu)可降低20-30%，冗余結(jié)構(gòu)可降低30-50%。 工作效率高，降低運行能耗6-7%(在滿載情況下比較)； 不再有頻率同步問題，不存在環(huán)流問題，冗余并機簡單可靠，可方便地組 成n+1模塊化系統(tǒng)；高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的應(yīng)用趨勢2、直流UPS供電系

5、統(tǒng)的優(yōu)勢（4）提高系統(tǒng)可用性： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化、系統(tǒng)設(shè)備和元器件減少，有利于提高可靠性；電池可直接向負(fù)載供電，因電池“可預(yù)見非突發(fā)性故障”的特點，把系統(tǒng)可用性提高到1；（5）提高整個供電系統(tǒng)效率：主機（例如10KVA）提高6-7% (在滿載情況下比較)； 去掉各級濾波器損耗3-5%； 與基本傳統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比，總效率提高10-12%；與冗余并機傳統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比，總效率提高14-17%； 高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的應(yīng)用趨勢2、新的IDC機房直流UPS供電系統(tǒng)的優(yōu)勢（6）改善系統(tǒng)配置 UPS輸入和輸出都不再有三相電流不平衡的問題； 不再有負(fù)載平衡分配的問題； 負(fù)載端沒有電流諧波，所以不再有零地電壓差的問題； 系

6、統(tǒng)簡化，制式規(guī)范，對單相輸入負(fù)載和三相輸入負(fù)載都可供電；（7） 有利于系統(tǒng)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。 主機規(guī)格由幾十種可減少到幾種，可復(fù)蓋5KW-400KW； 電池組電壓規(guī)格由十幾種減少到1種； 電池配置和結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的應(yīng)用趨勢現(xiàn)有所有交流受電設(shè)備的電源模塊功能都是AC/DC再DC/DC，第一級將220V交流直接整流后電壓約為300V，第二級將300V再變換成12V、5V和3V的電壓（見下圖）。第一級變換中交流220V輸入整流后為300V的直流,當(dāng)交流輸入在15% 10%范圍內(nèi)變化時（實際設(shè)備的適應(yīng)范圍還要大），這個電壓約為260V 338V，因此直接將這個范圍內(nèi)的直流電壓（如28

7、0V）輸入交流輸入端，這個電源模塊也能正常工作。為什么可以用高壓直流對現(xiàn)網(wǎng)的交流受電的設(shè)備供電？交流輸入單相187V240VAC/DC260V340VDC/DC輸出12V5V3V-IT設(shè)備計算機服務(wù)器存儲器-高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的應(yīng)用趨勢高壓直流遠(yuǎn)程供電介紹213高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的應(yīng)用趨勢項目進(jìn)展情況介紹4下階段工作安排高壓直流遠(yuǎn)供在分布式組網(wǎng)系統(tǒng)上的應(yīng)用隨著移動技術(shù)的發(fā)展和公司全業(yè)務(wù)經(jīng)營展開，分布系統(tǒng)已成為了網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)的主要方式，光纖拉遠(yuǎn)技術(shù)得以大量應(yīng)用，網(wǎng)元不斷向用戶側(cè)延伸，企業(yè)接入業(yè)務(wù)的質(zhì)量保障要求也日益顯現(xiàn)。由此對現(xiàn)有的通信電源保障體系提出了新的要求，傳統(tǒng)的電源保障模式需要有所突破。

8、大量的遠(yuǎn)端設(shè)備有后備電源配置需求；遠(yuǎn)端設(shè)備就近供電存在交流引入、安裝及監(jiān)控困難，維護(hù)、搶修難度大等問題；大部分交流供電的通信設(shè)備都能接受直流280V的供電；280V的遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)，相比48V遠(yuǎn)供具有供電距離遠(yuǎn)、效率高的優(yōu)點；與交流遠(yuǎn)供系統(tǒng)相比有安全性高、建設(shè)及運行成本低等優(yōu)點。高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹近端設(shè)備遠(yuǎn)端設(shè)備交流開關(guān)電源升壓設(shè)備直流配電通信負(fù)載電源適配高壓直流高壓直流遠(yuǎn)供示意圖電壓等級：280V直流懸浮供電。遠(yuǎn)遠(yuǎn)供場景供場景需求分析：需求分析：根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，梳理需要電源遠(yuǎn)供的一些場景。遠(yuǎn)供電源設(shè)備遠(yuǎn)供電源設(shè)備研究：研究：確定電源系統(tǒng)的組成方式，確定電源設(shè)備的

9、具體要求，并對廠家提供設(shè)備作性能測試及試用改進(jìn)。遠(yuǎn)供線纜研究遠(yuǎn)供線纜研究選擇：選擇：復(fù)合電纜的使用研究（規(guī)范、安全），專用電纜的選擇。遠(yuǎn)供饋電規(guī)范遠(yuǎn)供饋電規(guī)范研究：研究：電壓等級確定，走線規(guī)范制定，安全防護(hù)研究（防雷、人身安全等研究）高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹高壓直流遠(yuǎn)供項目研究內(nèi)容高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，分布式場景的電源保障模式： 就近安裝小電源（安裝UPS、開關(guān)電源），是目前分布系統(tǒng)的主要保障模式。 48V低壓遠(yuǎn)供，目前TD建設(shè)中RRU的拉遠(yuǎn)應(yīng)用較多。 交流遠(yuǎn)供（普通交流電或UPS電拉遠(yuǎn)）， 高壓直流遠(yuǎn)供（將現(xiàn)有48V電源升壓至280V或用280V高壓開關(guān)電源系統(tǒng)供電） 高壓直

10、流遠(yuǎn)供與傳統(tǒng)保障模式的比較高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹【保障方案一】 網(wǎng)元設(shè)備就近安裝小電源優(yōu)勢：優(yōu)勢：1. 工程安裝方便。2. 設(shè)備故障對其他遠(yuǎn)端的威脅小。存在問題：存在問題：1. 交流引入可靠性差，后備保障困難。2. 電池運行環(huán)境差，壽命短，增加投入。3. 電源監(jiān)控實現(xiàn)較難，影響搶修的時效。4. 日常維護(hù)量增加，維護(hù)管理難度增加。5. 小電源設(shè)備，尤其是小UPS電源設(shè)備故障率高，保障效果差。近端設(shè)備遠(yuǎn)端設(shè)備開關(guān)電源交流引入開關(guān)電源交流引入傳輸線路高壓直流遠(yuǎn)供與傳統(tǒng)保障模式的比較高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹【保障方案二】 48V集中遠(yuǎn)供優(yōu)勢：優(yōu)勢：1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；2. 拉線容易；存在問題：存在問

11、題：1. 48V遠(yuǎn)供壓降大，對線徑要求高。2. 對距離超過100米的保障，線損較大。近端設(shè)備遠(yuǎn)端設(shè)備開關(guān)電源交流引入遠(yuǎn)端設(shè)備高壓直流遠(yuǎn)供與傳統(tǒng)保障模式的比較高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹高壓直流遠(yuǎn)供與傳統(tǒng)保障模式的比較【保障方案三】 220V交流遠(yuǎn)供優(yōu)勢：1. 供電距離遠(yuǎn)。2. 交流受電的設(shè)備適應(yīng)性好。3. 維護(hù)工作量小，便于集團(tuán)監(jiān)控。存在問題：1. 逆變器成本較高，模塊化的成本更高。2. 簡單的單機遠(yuǎn)供安全性差。近端設(shè)備遠(yuǎn)端設(shè)備開關(guān)電源交流引入遠(yuǎn)端設(shè)備DC/AC48/220高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹高壓直流遠(yuǎn)供與傳統(tǒng)保障模式的比較【保障方案四】 280V直流集中遠(yuǎn)供優(yōu)勢：優(yōu)勢：1. 供電距離遠(yuǎn)。2.

12、 可擴(kuò)展性好，保障靈活。3. 模塊化配置，保障安全性高。4. 遠(yuǎn)端網(wǎng)元設(shè)備受電模式不限。5. 集中供電便于監(jiān)控，維護(hù)工作量小。6. 電壓穩(wěn)定，不受停電影響。7. 設(shè)備效率高，應(yīng)順高壓直流供電的發(fā)展趨勢。存在問題：存在問題：業(yè)主協(xié)調(diào)問題。近端設(shè)備遠(yuǎn)端設(shè)備開關(guān)電源交流引入遠(yuǎn)端設(shè)備DC/DC48/280交流電對人體的損害作用比直流電大，不同頻率的交流電對人體影響也不同。人體對工頻交流電要比直流電敏感得多，接觸直流電時，其強度達(dá)250毫安有時也不引起特殊的損傷，而接觸50赫交流電時只要有50毫安的電流通過人體，如持續(xù)數(shù)十秒，便可引起心臟心室纖維性顫動，擊導(dǎo)致死亡。交流電中28-300赫的電流對人體損害

13、最大，極易引起心室纖維性顫動，20000赫以上的交流電對人體影響較小，故可用來作為理療之用。我國采用的工頻交流電源為50赫，對人體損害是較嚴(yán)重的。 國際電工委員會（IEC） 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在通常狀況下，安全電壓上限值為交流50 伏或無波紋直流120 伏。在特殊狀況下，接觸電壓上限值為交流25 伏或無波紋直流60 伏。人體通過的安全電流值交流為10mA，直流為50mA。高壓直流與交流電的安全性比較高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹一懸浮供電。正負(fù)極均不接地，人觸碰任何一極均不會觸電。二采用專用電纜。提高電纜的防護(hù)等級，如用鎧裝電纜、屏蔽電纜等；在電纜上打上警示標(biāo)志等。三漏電、短路、開路保護(hù)的應(yīng)用。四防雷措施。

14、高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹高壓直流遠(yuǎn)供的安全性考慮項目進(jìn)展情況介紹312高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的應(yīng)用趨勢高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹4下階段工作安排試點情況 完成了全省11個地市85個點的試點安裝，主要用于高鐵、校園網(wǎng)、小區(qū)寬帶、室分等場景。其中杭州、嘉興的高鐵、校園網(wǎng)應(yīng)用取得了較好的效果，各有特色。寧波的室內(nèi)分布系統(tǒng)中的應(yīng)用也較好的效果。 完成了設(shè)備技術(shù)要求和施工初稿制定立項情況 針對分布系統(tǒng)、高鐵、綜合接入類分散式組網(wǎng)系統(tǒng)的電源保障難題，省公司網(wǎng)絡(luò)部于2010年初起啟動了高壓直流遠(yuǎn)供技術(shù)創(chuàng)新項目研究。 6月，參加集團(tuán)公司技術(shù)部組織的電源類創(chuàng)新項目開題評審。 7月22日，集團(tuán)技術(shù)部下發(fā)了關(guān)于下達(dá)2010年第七、八批（業(yè)務(wù)支撐、IT云計算和通信電源領(lǐng)域）及總部自行開題的集團(tuán)重點及聯(lián)合項目委托任務(wù)書的通知（技通2010137號），該項目被列為集團(tuán)重點聯(lián)合研究項目，由浙江公司牽頭實施，湖南、江西、遼寧公司協(xié)助實施。 8月，集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)部將該項目列為2010年度網(wǎng)絡(luò)類創(chuàng)新重點關(guān)注項目。項目實施情況下階段工作安排412高壓直流在通信業(yè)內(nèi)的應(yīng)用趨勢高壓直流遠(yuǎn)程供電技術(shù)介紹3項目進(jìn)展情況介紹省公司省公司組長：馮劍明成員：毛松苗、陳建平分公司分公司組長：網(wǎng)絡(luò)部動力專業(yè)分管經(jīng)理成員：動力專