導(dǎo)語(yǔ)：供電系統(tǒng)投資與運(yùn)行成本對(duì)比一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(guó)電信的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，用來(lái)取代傳統(tǒng)交流UPS，為使用220V交流電的計(jì)算機(jī)類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信設(shè)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(hù)性，以及更高的運(yùn)行效率，因此得到了迅速推廣。本文對(duì)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(yùn)行成本上進(jìn)行了比較和分析，數(shù)據(jù)均基于中國(guó)電信湖北公司已建工程項(xiàng)目實(shí)際發(fā)生費(fèi)用和在網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)使用情況。其中，系統(tǒng)一是2008年建設(shè)的位于武漢電信營(yíng)房村二樞紐19層的300kVAUPS1＋1供電系統(tǒng)，系統(tǒng)二為2011年建設(shè)的位于武漢電信江夏IDC機(jī)樓的1000A直流240V供電系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)為同一供應(yīng)商提供。

1供電能力評(píng)估

供電能力按可滿足標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)柜數(shù)量評(píng)估。

1．1交流

UPS系統(tǒng)按照300kVAUPS安全運(yùn)行輸出能力計(jì)算，1套300kVAUPS1＋1系統(tǒng)實(shí)際可輸出能力為192kW，可滿足IDC機(jī)房64架服務(wù)器機(jī)柜用電所需（單機(jī)柜耗電量以3kW計(jì)算）；1套300kVAUPS2＋1系統(tǒng)可滿足IDC機(jī)房128架服務(wù)器機(jī)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(shí)率計(jì)算），輸出功率為760A×270V＝205kW，可滿足68架服務(wù)器機(jī)柜使用，2套1000A直流240V系統(tǒng)可滿足137架服務(wù)器機(jī)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(dāng)，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(dāng)。

2設(shè)備占地面積

2．1交流UPS系統(tǒng)營(yíng)房村19層300kVAUPS1＋1供電系統(tǒng)包括2臺(tái)300kVAUPS主機(jī)、1面輸入配電屏、2面電池開(kāi)關(guān)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(tái)300kVAUPS主機(jī)、1面輸入配電屏、3面電池開(kāi)關(guān)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(jī)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(jī)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(shè)備投影面積為33．60m2。

2．3設(shè)備投影面積比對(duì)表UPS系統(tǒng)和高壓直流系統(tǒng)投影面積比對(duì)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(méi)有差別，本文從最近建設(shè)的武漢電信江夏IDC工程提取數(shù)據(jù)。高低壓系統(tǒng)設(shè)備部分的投資相對(duì)固定，但外供電引入部分不同項(xiàng)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(jī)房用電量、高低壓室改建與否、供電開(kāi)閉所至IDC機(jī)房的距離、高壓電纜布放路由是否暢通等諸多因素有關(guān)。江夏IDC機(jī)房高低壓部分投資共包括5000kVA高壓?jiǎn)温芬搿?臺(tái)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(wàn)元左右，平均每kVA造價(jià)約0．16萬(wàn)元。300kVA1＋1UPS系統(tǒng)在高、低壓配電部分的投資約為：0．16萬(wàn)元／kVA×300kVA×0．8／0．87／0．95＝46．46萬(wàn)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(wàn)元／kVA×270V×1000A／0．93／0．99／1000＝46．92萬(wàn)元。

4配套油機(jī)投資

4．1交流UPS系統(tǒng)由于UPS設(shè)備諧波反饋以及負(fù)載電流突變等因素，傳統(tǒng)UPS設(shè)備與油機(jī)的容量配比一般為1．5～3，評(píng)估中取值為2。一套300kVAUPS1＋1系統(tǒng)，油機(jī)容量配置為384kW（取UPS的最大負(fù)載率為80％）；一套300kVAUPS2＋1系統(tǒng)，油機(jī)容量配置為768kW。江夏IDC機(jī)房油機(jī)設(shè)備為一臺(tái)1800kW柴油發(fā)電機(jī)組，工程總投資410萬(wàn)元左右，平均每kW造價(jià)為0．23萬(wàn)元，UPS系統(tǒng)在油機(jī)部分的投資為384（768kVA）×0．23萬(wàn)元／kVA＝88．32（176．64）萬(wàn)元。

4．2直流240V系統(tǒng)直流240V系統(tǒng)與油機(jī)容量的配比可按1∶1．1配置，故1套1000A直流240V系統(tǒng)，油機(jī)容量配置約為297kW；2套1000A系統(tǒng)，油機(jī)設(shè)備容量配置約為594kW。直流240V系統(tǒng)配套油機(jī)部分投資為297（594kVA）×0．23萬(wàn)元／kVA＝68．31（136．62）萬(wàn)元。

5電力室空調(diào)投資

從主設(shè)備及蓄電池設(shè)備的投影面積來(lái)看，兩種電源系統(tǒng)設(shè)備占用機(jī)房面積基本相當(dāng)且面積不大，為簡(jiǎn)化電力室空調(diào)部分投資計(jì)算比對(duì)過(guò)程，本文忽略電力室環(huán)境部分的發(fā)熱量統(tǒng)計(jì)。

5．1交流UPS系統(tǒng)交流UPS設(shè)備實(shí)際工作效率大約在87％左右，1套300kVAUPS1＋1系統(tǒng)，UPS設(shè)備發(fā)熱量大約為29kW，通常配置12．5kW小型機(jī)房專用空調(diào)3臺(tái)；1套300kVAUPS2＋1系統(tǒng)，UPS設(shè)備發(fā)熱量大約為58kW，通常配置12．5kW小型機(jī)房專用空調(diào)5臺(tái)。按目前12．5kW小型機(jī)房專用空調(diào)的采購(gòu)價(jià)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(wàn)元。

5．2直流240V系統(tǒng)直流240V系統(tǒng)效率值按93％計(jì)算，1套1000A直流240V系統(tǒng)設(shè)備發(fā)熱量為16kW，需要配置12．5kW小型機(jī)房專用空調(diào)2臺(tái)；2套1000A系統(tǒng)需要配置12．5kW小型機(jī)房專用空調(diào)3臺(tái)。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(wàn)元。

6IDC機(jī)房空調(diào)投資

IDC機(jī)房空調(diào)配置依據(jù)設(shè)備發(fā)熱量和環(huán)境發(fā)熱量綜合統(tǒng)計(jì)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，1kW設(shè)備需要配置1．1～1．2kW制冷量的空調(diào)，而目前使用的50kW機(jī)房專用空調(diào)設(shè)備價(jià)格大約為11萬(wàn)元左右，由此可測(cè)算出1kW負(fù)載設(shè)備分?jǐn)偪照{(diào)部分投資約為0．24萬(wàn)元。

6．1UPS系統(tǒng)300kVA1＋1UPS系統(tǒng)可滿足64架設(shè)備使用，則機(jī)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(wàn)元。同理可計(jì)算出300VA2＋1系統(tǒng)配套IDC機(jī)房空調(diào)投資為101．38萬(wàn)元。

6．2直流240V系統(tǒng)一套1000A直流240V系統(tǒng)為68架設(shè)備供電，則機(jī)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(wàn)元／kW＝53．87萬(wàn)元。同理可計(jì)算出二套1000A直流240V系統(tǒng)配套IDC機(jī)房空調(diào)投資為108．5萬(wàn)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(jī)柜年度分?jǐn)偼顿Y

由于各種設(shè)備的使用、運(yùn)行年限不一，僅用一次性投資來(lái)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(hù)規(guī)程規(guī)定的各種設(shè)備、材料的有效使用年限，采用單機(jī)柜每年度分?jǐn)偼顿Y來(lái)比較（見(jiàn)表3）。計(jì)算公式：（高低壓設(shè)備投資／20＋油機(jī)設(shè)備投資／10＋…＋電纜投資／20）／機(jī)柜數(shù)量＝單機(jī)柜年度分?jǐn)偨ㄔO(shè)投資。由此得出單機(jī)柜年度分?jǐn)偼顿Y額，如表4所示。

9運(yùn)行電費(fèi)成本

9．1供電系統(tǒng)的電費(fèi)取供電系統(tǒng)為每機(jī)柜提供3kW功率時(shí)所產(chǎn)生的電費(fèi)來(lái)比較。電費(fèi)單價(jià)按武漢電信當(dāng)前發(fā)生的0．95元／度來(lái)計(jì)算。300kVA1＋1UPS系統(tǒng)電費(fèi)＝0．95元／kWh×3kW／0．87×24h×365＝28696．55元／年／機(jī)架其中0．87為UPS系統(tǒng)效率。1000A直流240V系統(tǒng)電費(fèi)＝0．95元／kWh×3kW／0．93×24h×365＝26845．16元／年／機(jī)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(fèi)不同的供電電源導(dǎo)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(fèi)產(chǎn)生差異。使用300kVA1＋1UPS系統(tǒng)的電力室空調(diào)電費(fèi)分?jǐn)偟絾螜C(jī)柜＝0．95元／kWh×5kW×3×24h×150／64＝801．56元／年／機(jī)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(tái)數(shù)，150為一年大約運(yùn)行天數(shù)。使用直流240V系統(tǒng)電力室空調(diào)電費(fèi)分?jǐn)偟絾螜C(jī)柜＝0．95元／kWh×5kW×2×24h×150／68＝502．94元／年／機(jī)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(tái)數(shù)，150為一年大約運(yùn)行天數(shù)。同理，我們可以計(jì)算出300kVA2＋1UPS以及套1000A直流240V系統(tǒng)電力室空調(diào)所用電費(fèi)分?jǐn)傊羻螜C(jī)柜的電費(fèi)，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(jī)房空調(diào)電費(fèi)成本IDC機(jī)房空調(diào)電費(fèi)成本也應(yīng)包含在每個(gè)機(jī)柜的電費(fèi)成本中。由于IDC機(jī)房空調(diào)配置數(shù)量與使用何種電源設(shè)備無(wú)關(guān)，故該部分的電費(fèi)支出一致。IDC機(jī)房空調(diào)電費(fèi)＝0．95元／kWh×24h×365×211kW／2．5／64＝10974．64元／年／機(jī)架9．4單機(jī)柜年度電費(fèi)合計(jì)單機(jī)柜電費(fèi)年度合計(jì)＝電源設(shè)備電費(fèi)＋電力室空調(diào)電費(fèi)＋I(xiàn)DC機(jī)房空調(diào)電費(fèi)，如表5所示。10結(jié)論根據(jù)上述對(duì)具有相當(dāng)供電能力的交流UPS系統(tǒng)和直流240V系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用的比較，可以得到：

（1）1000A直流240V系統(tǒng)在配套電池投資達(dá)到300kVAUPS1＋1系統(tǒng)配套電池投資的2倍，同時(shí)供電能力高4個(gè)機(jī)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(shí)率設(shè)計(jì)，240V直流按2～3小時(shí)率設(shè)計(jì)。今后240V直流可按1～2小時(shí)率設(shè)計(jì)，其投資優(yōu)勢(shì)會(huì)更明顯。

（2）1000A直流240V系統(tǒng)比300kVAUPS1＋1系統(tǒng)供電的單機(jī)柜年度分?jǐn)偼顿Y節(jié)省25％，優(yōu)勢(shì)十分明顯。

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

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