在上述背景下，本文對DPS及其在數據中心中的創新應用提出了如下4點分析和思考。

首先，需要明確的是：根據DPS行業標準和數據中心設計規范，DPS是不間斷電源的一種。它的特殊性在于其標配電池，而且是為標準網絡機柜網絡設備提供不間斷供電的UPS。

其次，對于DPS而言，其實質是一個基于全模塊化設計的鋰電池UPS系統，UPS和鋰電池進行整體統一設計，兩者均支持熱插拔，且具備內部實時通信和保護聯動機制，安全性高。

再者，與傳統UPS/HVDC分類相呼應，DPS也分為交流在線式，交流后備式，直流式（高壓直流型，輸出240VDC或336VDC），交直流混合式。但是因為定義為分布式、網絡機柜網絡設備供電，因此輸出一般為單相220Vac（交流類型）或240VDC（高壓直流類型），通常額定功率在3-12kVA。一般給單個IT機柜或相鄰2個IT機柜供電，系統功率較小，采用機架式安裝。

相對于傳統機架式UPS配套鉛酸電池方案，DPS在設計和誕生之初，已經充分考慮到傳統方案設備更換維護困難，運維監控復雜等不足，具有后發優勢。

首先，DPS采用全模塊化設計，鋰電池模塊與電源模塊均支持在線熱插拔，設備維護和更換時間≤5min，簡單、易操作。

其次，鋰電池壽命長達10年或以上，重量和所需安裝空間相對于傳統鉛酸方案減少60%以上；無需每隔3-5年更換一次蓄電池，且安裝部署簡單。對于具有承重和空間問題困擾的數據中心而言，其充分利用了現有IT機柜“浪費”的U位空間，以及樓板 “富余”的承重指標，數據中心IT出架率可以提升20%以上。配合小母線、背板空調等分布式組合方案，機房整體出架率可以進一步提升。

最后，通過DPS集中監控軟件，用戶可以同時對大批量部署的DPS設備（含UPS、鋰電池）進行統一集中監控和管理;此外,通過對IT機柜中DPS的用電分析，結合運行數據報表和圖形顯示等功能，可以進一步優化IT部署和提升能源利用率。

集中式和分散式供電是一個相對的概念，本質上是一個供電規模和顆粒度的問題。在應用層面，集中式和分布式供電方案各有千秋。

部分新建/改建數據中心在設計規劃時面臨如下問題和挑戰：

1) 供配電系統整體部署，前期投入大；

2) IT機柜負載上架率低,上架周期長，U位空間浪費大,運行效率低；

3) 服務客戶/業務類型多，負載波動大，未來需求不確定；

4) 老舊數據中心節能改造面臨承重、空間不足，能耗高等問題；

分布式供配電架構中，DPS因為其顆粒度足夠小，可以緊貼IT業務發展變化，真正做到按IT機柜顆粒度建設，線性投資，降低Capex。同時因為靠近IT負載，對于上游配電系統的影響小，適應性強。

云計算給IT業務處理帶來足夠的彈性，可以有效應對IT業務波動，提升IT資源利用率和系統可用性。從數據中心整個業務價值鏈來說，數據是核心生產要素，IT基礎設施是生產設備，數據中心供配電系統更多起到的是輔助支持作用。隨著IT技術的不斷發展，通過虛擬化技術、分布式冗余技術、異地多活技術，也可以保障和提升數據可用性。因此IT基礎設施和數據中心關鍵基礎設施進行有效結合，即使采用低等級的數據中心關鍵基礎設施，也可以滿足A級數據中心中對于數據的高可用要求，同時降低了整個數據中心的關鍵基礎設施投入，降低TCO。

圖1 數據中心IT和關鍵基礎設施

當前眾多云服務提供商、互聯網公司、電信運營商，已經有了相關架構探索和實踐?！禛B50174-2017數據中心設計規范》關于A級數據中心劃分也進行了同步和說明：

1)對于在互聯網和運營商業務里面已經廣泛應用的“1路市電+1路UPS/HVDC”架構，在滿足對上游電網、下游負載供電質量要求的情況下，可以歸類為A級數據中心。

2)當兩個或兩個以上地處不同區域的數據中心同時建設，互為備份，且數據實時傳輸，業務滿足連續性要求時，數據中心的基礎設施可按照容錯系統配置，也可以按照冗余系統配置。

3)在同城或異地建立災備數據中心時，災備數據中心宜與主用數據中心等級相同。當災備數據中心與主用數據中心數據實時傳輸備份，業務滿足連續性要求時，災備數據中心的等級可與主數據中心等級相同，也可以低于主用數據中心的等級。

在對于可用性要求極高的金融行業，2021年12月31日中國人民銀行在印發的《金融科技發展規劃(2022-2025年)》中，也明確提出了”云管邊端”高效協同，釋放云端壓力，快速響應用戶需求；積極采用多活冗余技術構建高可靠、多層級容災體系;建立綠色高可用數據中心.。

表1 各行業關于數據中心等級劃分說明

2N架構具備高可靠性和可用性特點，但是因其容錯配置，應用中也存在系統負載率低，運行效率低，投資和運行成本高的問題。為了更好地平衡系統可用性和TCO，在供配電層面，“1路市電+1路UPS/HVDC“組成的不對稱雙總線、分布式冗余（DR）、后備式冗余（RR）架構逐步回到大眾視野，并且付諸于實踐。從數據中心整體系統角度，從中壓到IT負載前端的各個供配電階段，采用不同供配電等級，形成架構組合，以實現系統可用性與成本綜合最優的方案架構探索也已經開始。

典型DPS內部集成有雙路交流輸入、2路或3路輸出；其中一路市電供電，交流輸入-交流輸出，系統提供電壓、電流檢測和防浪涌保護等功能；另外一路經過DPS的電源模塊，交流輸入，輸出直流（HVDC DPS）或交流（AC DPS）。通過對機房DPS設備數量和輸入、輸出回路接線方式的相應調整，就可以輕松實現“1路DPS+1路市電”不對稱雙總線、DR、RR架構，系統效率高達97%，可用性高達99.998%，且極具架構靈活性。在考慮采用ECO模式情況下，DPS系統效率可以高達99%。

圖2 T3標準部署架構（DPS）

圖3 2N/DR高可靠性部署架構（DPS）

圖4 T3+RR部署架構（HVDC DPS）

IT云化也引起了業界對于供配電云化的思考，DPS分布式供電相對于傳統集中供電的優勢在于顆粒度小，貼近IT負載，給單個或相鄰2個IT機柜供電，管理調節可以更加精細。通過將分散于各個IT機柜的高壓直流DPS直流輸出并聯，組成直流能源池或直流微電網。依托于能源虛擬化策略，可以靈活響應不同IT機柜工作負載需求和波動，在保證可用性的前提下，提升能源利用率。

對于集成小母線、DPS、背板空調等分布式產品技術于一體的IT機柜，某種程度上可以理解為一個獨立的“單柜模塊化數據中心”,或可以組成”單柜模塊化數據中心集群”。依托于IT技術，不同IT柜、微模塊、機房之間業務數據實時傳輸，在保障業務連續性和數據完整性的同時，實現數據中心級別的互為備份，提升系統可用性。結合國標GB50174-2017關于A級數據中心架構的定義，以及云服務提供商、央行等關于多活冗余架構的探索實踐，采用低等級供電架構的多活數據中心，也可以具備A級數據中心數據可用性，同時符合數據中心綠色低碳的發展目標。