本篇文章是本系列的第五篇文章，上一篇文章中我們已經基本了解直流數據中心結構，亞洲服務器，以及其優缺點和未來前景，通過這篇文章您將會對直流數據中心有進一步的掌握，了解到以下概念：

交直流數據中心配電方案。 電壓等級在直流數據中心中的轉化環節。 直流數據中心的重要特性。

1. 數據中心交流配電選項

a) 傳統交流配電系統

傳統的交流配電系統是將480V的交流電源轉換成直流電源給蓄電池充電，香港服務器租用，再轉換回交流電，在配電系統內降至208V，輸送給IT設備。IT設備中的電源將電能轉換回直流，并通過PSU將其降至較低電壓，供處理器、內存和存儲設備消耗，如下圖1所示。

圖1：傳統交流配電系統

b) 改良UPS的配電系統

近年來，制造商提高了組件的效率，并開發了新的操作模式，例如在一些UPS系統上應用了“節能模式”，以提高效率。圖2顯示了AC UPS在節能模式下的運行情況。繞過逆變器的轉換，提高了效率；然而，這可能會降低系統的可靠性。臨界載荷不再與電源隔離，也不受逆變器通常提供的嚴格電壓調節，需要復雜的同步電路來確保可靠的電力傳輸。

圖2：改良UPS的交流配電系統

c) 去除中間變壓器的配電系統

通過消除配電過程中的降壓環節，從而向IT設備提供較高電壓。如圖3所示，從UPS獲得277V的交流輸出，并直接將其發送到服務器電源。這種方法在未來可能有潛力，但由于一些原因，目前不可行。首先，通過將負載相向中性連接，可能會引入額外的諧波電流，抵消部分預期的效率增益。其次，由于機架電壓升高，在機架工作的IT人員對電弧閃的擔心會增加。最后，在這個輸入水平上沒有商業可用的電源供應。總而言之，這個架構需要進一步的開發。

圖3：去除中間變壓器的配電系統

2. 數據中心直流配電選項

對于今天尋求優化可靠性和效率的組織來說，48V直流電源可能被證明是480V/208V交流配電的最佳選擇。48V直流電源在遠程通信網絡中有著悠久的歷史。它本質上是簡單和可靠的。通常來說，選擇48V DC作為標準有兩個原因:

i. 人們認為直流電比交流電更可靠，因為在斷電時它可以直接連接備用電池;

ii. 48V被認為是傳輸距離和人的安全之間的最佳權衡，因為它在維修和意外暴露時被認為是安全的。

a) 常規直流配電方案

在大多數配直流配電中，48V直流電力系統被部署為三個不同的元素，如圖4所示:

i.  480V交流-48V直流模塊式電力系統

ii. 用于延長運行時間的電池組(至少8小時)

iii. 負載配電柜(BDFB/PDU)

這些元件與大型銅母線和電線連接在設備周圍，直接將電力分配給設備。在電源使用點，電源降低內部使用的直流電壓至12V。當應用到數據中心時，很容易看到這種方法的好處。在AC/DC整流器的下游，電源完全與主電源隔離，被認為是“安全特低電壓”(SELV)，提高了安全性的同時，電弧閃光也不再是一個問題。

圖4：常規直流配電系統

b) 行間UPS直流配電

傳統的直流配電方案需要用大型銅母線將已經轉換好的直流電源分配到機架。幸運的是，有了新的基于行的直流拓撲，這些配電過程不再是必要的，480V交流電源可以直接連接基于行間的數據中心UPS。在這種基于行的配置中，功率在非常接近使用點的地方由交流轉換為直流，這降低了導線的尺寸和成本(見圖5)。

圖5：基于行間UPS的直流配電系統

數據中心正在進入一個新的成熟階段，重點在于以更低的成本和更低的功耗可靠地向組織交付更多的計算能力。基于行的直流電源為降低數據中心的復雜性、提高效率和實現增長提供了一種實用的、可承受的解決方案。

3. 直流配電的特性分析

a) 效率

數據中心電源架構的直流方法使用的組件比當前的交流方法要少得多。更少的組件需要更少的時間來安裝和服務，減少潛在的錯誤，提高系統的可靠性，減少安裝和維護成本，這使得直流方法是一個經濟有效的解決方案。根據日本電報電話公司(NTT)進行的一項研究，數據中心系統的可靠性有望提高10倍，這僅僅是因為它不那么復雜。此外，根據ABB等公司的計算和研究，服務器達到效率（supply-to-server efficiency）提高了約10%，減少基礎設施投資成本約15%，同時減少了大約25%的所需的空間。

b) 諧波