HVDC高压直流供电系统适用性分析报告.doc

HVDC高压直流供电系统适用性分析 version 1.0 1、HVDC高压直流供电系统概述 高压直流电源系统，一般由交流配电单元、整流单元、直流配电单元、电池单元和监控单元组成，还有电池巡检和绝缘巡检作为选配部分；整机采用分布式监控系统UPS备用能源在系统中的可靠性比电池本来具备的可靠性降低了很多，电池的可靠性Rb=0.99，而UPS备用能源供电可靠性仅为0.88。并联UPS之间不可能消除的环流问题，增加了UPS的无功损耗，降低了系统的可靠性。UPS应急保障和可维护性差。若UPS逆变器发生故障，系统将转向旁路供电，但对于某些通信负载，低质量的市电可能对设备的安全运行带来严重故障隐患，而且后备蓄电池组被隔离开，起不到保护作用。UPS系统整体利用率低。UPS冗余系统的每一路输入配电都有可能是主用，其中任何一台UPS都必须能够带起全部负荷，双机冗余UPS系统负荷率小于35%，UPS输出三相不平衡，直接导致UPS降容使用，存在单机利用率低的缺点。UPS输入配电除主路外，其它输入配电处于空载待用，使用效率很低。UPS带来供电系统谐波分量增加，导致变压器利用率下降、柴油发电机支撑能力削弱，影响到整个供电系统的安全性、利用率。UPS在线维修复杂、在线扩容困难、割接难度大，不同设备型号、不同系统间无法实现互为冗余，逆变、滤波电容等关键器件更换困难。近年来由于数据通信的发展非常迅速，机房耗电量越来越大，目前单机架功耗增加很快，某通信机房实测单机架功耗达9~12kW/架，有些单机架高达31kW左右-48Vdc系统无法满足大功耗通信机房要求HVDC更可靠、更节能压直流系统结构简单、技术成熟，从根本上克服了UPS存在的单点故障高压直流供电系统安全性可靠性远高于UPS，蓄电池组与直流电源冗余，直接保障负载高压直流维护方便，模块化设置，并机容易，系统割接方便高压直流高效节能，与UPS相比节电效果在20%以上，可大大节省电能，降低运营成本。高压直流与UPS相比投资低，性价比更高联通合肥市分公司在成本减少方面，我们对建设传统1+1冗余120kVA UPS和2套50kW高压直流电源（100kW）进行分析对比发现，建设同样的100kW电源系统，HVDC电源系统比传统型UPS成本占优：投资建设成本要低66%；占用机房面积减少24.22%；系统运营成本低16.22%，年可节省26.91万元。输出配电器件的选用HVDC的空气开关、熔丝、接触器（继电器）、接插头需要能工作在高压直流，不方便选用，成本也高出一般交流产品。传统UPS低压电器产品可选择品牌型号多，获得非常容易，成本低安全HVDC高压直流被人触摸造成电击危险，高压直流断开时容易拉弧，易造成火灾。传统UPS高压交流同样会因被人触摸而造成电击危险，但交流拉弧较弱，不易造成火灾。240V通信行业标准还未正式发行业标准的有效支持迟后。240V通信行业标准还未正式发布，对广泛推广应用会产生很大影响。使用者选择用HVDC的方法和技巧欠缺用HVDC替换整机式UPS交流系统需要有适合的环境和条件。新建工程难度小，替换改造难度大，还要有较高水平的专家团队。因此，在通信企业中推广容易，在其他行业推广较难。是HVDC的应用案例分析研究还停留在一般水平决策层对此技术应用的信任度还未完全建立 UPS供电 HVDC高压直流供电 可靠性 可靠性低；并机困难；后备时逆变器或STS故障可导致失电； 可靠性高；并机容易；N+1备份；后备时电池直接供电，无故障瓶颈； 电池管理 电池管理功能不完善、逆变器在电池侧产生的谐波等导致电池寿命较低，一般三年左右； 智能化的电池管理，提高电池寿命，2V电池寿命可超过10年； 效率 效率较低；经AC/DC和DC/AC两级变换；后备时需经过DC/AC变换； 效率较高；省略了DC/AC部分；通过模块休眠实现智能效能管理；后备时电池能量无损耗提供负载； 可维护性 可维护性差；整柜安装，不能带电更换；需停电维修； 可维护性好；模块带电插拔；维护方便； 带载能力 峰值因数超过3：1或者较低的负载功率因数时，允许的负载率低；事故过载转市电； 不存在峰值因数和功率因数的问题；事故过载由蓄电池补充； 6、HVDC高压直流供电系统目前应用情况 从2007年开始，中国电信在盐城开始了试用HVDC替代UPS，对IT设备和通信设备供电。到2010年12月为止，中国电信全网共试用了110个240V直流供电系统(正在施工未统计在内)，总容量达到34000A，有15000多台IT、通信设备采用240V直流供电。试用区域分布在12个省、36个地区，2011年试用(已正式加电使用)的省有江苏、浙江、湖北、四川、上海、北京、广西、江西、安徽、重庆、贵州、吉林。 预计2011年通信行业会有250个240