目前在供电架构领域，因为各种方式并存，所以各位专家也是众说纷纭。这里分享一些个人的观点，还请大家不吝指教。在笔者看来，目前该领域经常存在以下几个误区：

误区一：HVDC过度宣传。

近年来HVDC发展较为迅速，其主要推动力主要来源于国内三大运营商与BAT等互联网企业。但整体趋势来看，目前仍非市场主流，其销售额仍不到UPS的10%。在笔者看来，HVDC之所以首先在电信进行应用，很大程度上也是源自运营商维护人员对通信电源的熟悉。经过二三十年的实际应用，通信电源的模块化架构已经十分成熟，而运营商的维护人员也积累了大量的维护经验，对比只能找供应商来维修的UPS，模块化的HVDC显然更符合维护人员的使用习惯。而模块化的结构将UPS原来的成本黑盒变成了白盒(机框+模块)，技术门槛更低，也更利于大客户通过集采招标来压低成本。

而在很长一段时间内，HVDC的发展还有赖于产业链的成熟、相关标准的规范。未来随着电信行业自身转型的诉求，传统运营商的业务范围将从语音向数据过渡，并逐渐形成围绕数据中心建设的新一代网络架构。在ICT融合的大趋势下，交直流混供、一体化设备、CT设备的改造将为HVDC带来更多机会点。所以，HVDC虽不能包治百病，但未来可能更适合电信行业。

误区二：标称效率不代表实际效率。

这里存在两个问题：1、UPS的标称效率与实际效率的差别;2、产品效率与系统效率的差别。

UPS和HVDC因为负载率的不同会呈现出不同的实际转换效率，通常来说负载率越低，效率也越低，所以即便厂家宣称的UPS效率高达95%，在数据中心实际应用中(业务初期通常低于20%)可能只有90%。所以在选择UPS时还需要考虑其不同负载率下的效率。当然，选择模块化结构的产品(UPS或HVDC)也可以提高供电效率，因为这类产品通常具备模块休眠功能，可以通过休眠部分模块的方式来提供系统整体负载率。(可参考“如何选择模块化UPS”)

另外一个问题就是上文提到的，产品效率与系统效率的关系。即便选择了高效的UPS系统，数据中心的实际供电效率仍偏低，主要瓶颈来自服务器电源的效率!下表是国际机构80 PLUS对服务器电源的效率分级，可以看出“黄金级”的服务器电源实际运行效率也只有90%左右，所以对用户来说，有时选择更高效率的供电设备，可能还不如想办法提高服务器的供电效率(这也是为什么上文小结中笔者得出以上结论的原因)。实际运行中的传统数据中心，大量服务器电源都处于比较低的负载率，而从下表数据可以看出，20%负载率时的效率与50%负载率时的效率差值超过4%，所以提高服务器电源的负载率可能比单纯提升前端UPS效率更有效。

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通过上述分析就可以得出一个简单结论：供电系统的整体效率要考虑各个节点的效率，这也是为什么最近几年互联网企业的大型数据中心越来越喜欢“折腾”各种创新供电架构与定制服务器，目的就是为了提升整体效率(市电主供可以降低系统损耗，虚拟化技术提升服务器使用效率)。

备电系统：电池的一小步，服务器架构的一大步

再来看看备电系统的接入点，备电系统目前主流采用的是电池储能，除此之外还有飞轮储能等方式。目前国内IDC主要以电池储能为主，飞轮方式因初期投资较高、备电时间短等原因采用较少，本文不做赘述。根据备电系统接入点的不同，同样也导致了不同的服务器供电架构：

供电系统内部备电(供电链路最前端)

这种方式主要应用与UPS系统中，如上文所述，电池组属于UPS系统的一部分，在断电后为系统提供备电。对于小型UPS，电池通常会内置于UPS内部;数据中心等中大容量UPS应用场景中，电池一般会独立放置(独立的电池房间或微模块内部)。

按笔者的理解，这种备电方式将电池组置于整个供电链路的最前端(不考虑飞轮等场景)，适用于传统的集中式供电方案(置于微模块内部也可以认为是相对于单个微模块的集中式供电)。其后端的服务器应用主要是传统的服务器。

供电系统外部备电(供电系统与IT机柜之间)

这种方式主要应用于HVDC系统中，电池组位于供电系统与IT机柜之间。如上文所述，通信电源也采用同样的备电方式，这种方式的优势在于备电系统可靠性更高，其次是直流电输入到服务器电源内部可以减少一级变换(需要定制)以便提高整体效率。

但需要指出的是，为兼容现有服务器，实际应用中大多采用240VDC的系统，所以其整体效率优势并不明显。

与这种供电方式对应的是国内的天蝎机柜，其结构如下图所示。

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 图4：天蝎机柜架构

天蝎供电系统代替了传统的机架服务器每个服务器节点配备单独的供电模块的设计，整柜的供电子系统(电源框)位于整机柜的中间部位，占用3U空间，供电系统有两路输入组成一主一备份的架构(各由一半数量的整流模块组成N+N备份)，其中的主输入回路一般采用市电直供连接，取消传统供电系统中的UPS等中间电能变换环节，得到最高的电网到IT设备的供电效率;备电回路则将市电经过HVDC系统转换为高压直流(天蝎规范定义为240Vdc)接入备电电池组作为备电，当主供回路异常时备电经过支持HVDC的整流模块变换后供应机柜保证正常运行。

简单而言，天蝎机柜就是将原本各自分散在服务器中的独立电源模块集中到了机柜中为所有服务器单板供电，对供电系统来说，其主要价值是提高了服务器电源的供电效率(负载率提升)并降低了成本。

如果读者对前文还有印象的话，会发现这与HVDC的思路很接近，都是借用了通信电源的架构，所以说在数据中心领域，未来IT和CT技术的融合将会成为常态。但是将之前“分散”到各个服务器的电源模块“集中”到机架内，是否是有悖IT设备供电日益分散化的演进趋势?并非如此，任何一种供电架构都需要考虑可靠性与效率的平衡，集中化是为了提升效率，分散化是为了提升可靠性。

服务器外部备电(IT机柜内部)

这种方式主要通过IT设备自身来备电，所以前端使用何种供电方式都影响不大，不过为降低成本通常是市电直供的方式。对应的服务器机柜架构主要包括微软的LES电源与facebook的OCP。

微软LES电源

微软在2014年正式加入OCP(开放硬件)计划，在2015年的OCP峰会上，进一步贡献了其OCS开放服务器与LES(本地能源存储)分布式供电架构。

LES架构在服务器标准电源模块内增加了锂电池包(BBU)，锂电池通过低成本小电流的380V充放电DC/DC电路并联到PSU的PFC母线上，实现市电正常下的充电，以及市电异常下的备电供应。一个LES电源模块就相当于一台UPS。因为每个电源模块都自带电池，所以理论上LES的服务器并不需要向其他市电主供的方案一样要在断电时进行切换，可靠性应该更高，但因为集成了锂电池，这种服务器电源的成本显然也更高。

据说LES供电架构因为不需要UPS和铅酸电池组，可以节省25%的机房面积与15%的PUE，而且锂电池采用业界应用最成熟的18650锂电芯，所以不用担心电池故障造成服务器损坏。

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 图5：微软LES电源


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