数据中心里的所有设备都需要电来驱动，数据中心正常运转离不开电，电对于数据中心极其重要。电是从哪里来呢？有的数据中心可能自己有发电厂，也有的数据中心依靠市电，有的数据中心可能自己利用自然能发电。总之，不管采用哪种方式，获得供电才能让数据中心运转起来。电有了，怎么使用又是一个大问题，数据中心里多则上万台设备，一起运转起来耗电量是非常大的，自然不是简单地接上插座就可以用了，数据中心内部要设计一套完善的配电系统，外来的电接入配电系统，经过配电系统转换分配到数据中心各个用电设备上，配电系统就是数据中心里的用电大管家，电怎么用，如何分配都要听配电系统的调遣，所以本文就来说一说数据中心里配电系统的那点事儿。

传统上将电力系统划分为发电、输电和配电三大组成系统。发电系统发出的电能经由输电系统的输送，最后由配电系统分配给各个用户。一般地，将电力系统中从降压配电变电站（高压配电变电站）出口到用户端的这一段系统称为配电系统。数据中心的配电系统一般部署在数据中心供电入口，说是配电系统实际上是很多设备搭建的供电线路，包括多种配电设备（或元件）和配电设施所组成的变换电压。数据中心配电系统主要有两个功能，一方面是保证数据中心所有设备的用电问题；另一方面是保障设备正常运行的其它附属设备的供配电问题，图1描述了数据中心配电系统的主要组成。

 

市电经过供电线路进入数据中心，首先进入配电系统，这里包含两部分先进入高压配电系统，这是数据中心内部供配电系统联系市电供电网络和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。经过高压配电系统后，才进入低压配电系统，这部分包括的内容主要是图1所显示的部分，特指频率50HZ，交流电压1200V及以下的用电设备。低压配电系统分为两大部分，一部分是为数据中心机房内运行设备的供电，包括服务器、网络、终端、应急、存储等等设备，这部分设备承载着数据中心应用业务，要求连续运行全年无中断，所以采用UPS供电；另一部分是为数据中心普通动力供电，这部分为数据中心各种辅助系统供电，对连续供电要求不高，允许短时的断电，这部分直接采用市电接入。无论是UPS还是市电供电，都有辅助供电设备，一旦主用设备出现运行异常，配电系统自动切换到辅助应急供电系统上。有时是市电断电，这时还需要辅助配电系统有自己供电的功能，比如要配备辅助电源、备用电源、临时蓄电池等供电设施，确保数据中心设备不间断运行，可以保持正常运行。市电就算不出现断电，受传输线路干扰影响，电网电压是很不稳定的。电压陷落、电源浪涌、射频干扰、电磁干扰、频率波动、电源突破等现象发生频繁，电压陷落一般是电网上接入了大型负载设备，造成电网超载，这时容易造成硬件损坏；电压太低则设备不能工作；电源浪涌一般是在网设备出现关断、电网卸载，电压突增烧坏设备；来自电网上的各种干扰容易造成服务器死机、程序出错；频率波动易造成存储数据丢失、设备损坏、系统崩溃；电源突波主要来自于雷击或开关切换，易造成数据丢失，设备损坏。电网的这些危害如果不进行过滤，对数据中心的设备会造成严重损害，所以在数据中心配电系统不可缺少UPS等稳压稳流设备，对电网质量进行过滤，将平稳的供电输送给数据中心内的各种设备。

UPS是配电系统重要组成部分，可以实现电能净化、电能后备，并为数据中心设备提供纯净、可靠的用电保护。UPS是由电池、逆变器和控制电路组成的，能在有限时间里提供优质的无时间中断的交流电源。在市电正常情况下，UPS输出满足设备要求的高品质交流电，对电池充电，贮存后备能量。在市电停电或异常情况下，UPS利用电池能量，提供不间断的交流输出，待市电恢复后再切回。不同UPS设备切换的速度是有差异的，高性能的UPS设备切换速度可以达到5MS以下，这样短的时间内基本可以确保所有的设备不会出现掉电情况，不间断运行。作为配电系统里的核心部件，UPS技术也在不断发展，基本也代表了整个配电系统的发展。通过UPS技术，提升了配电系统的安全性、可用性和可维护性。

除了以上的部分，配电系统还包括自动转换开关系统，实现市电与市电或者市电与备用发动机之间的切换；机架配电系统，实现机架内的电能分配；防雷和接地也属于配电系统的一部分，这些每个部分都是一门技术。不过还好，这些都有成熟的标准可以参考。一般进行数据中心配电系统设计时，可以参考《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008和《电子信息机房施工及检验规范》GB50462-2008，规范里对配电系统有详细说明可供参考。随着数据中心建设规模越来越大，业务运行都有连续性要求，这对数据中心配电可靠性提出了更高要求，原有的规范设计已经无法满足需求。这几年出现的新型线路拓扑技术、开关变换器技术、谐振开关技术、新型软开关技术、功率因数校正技术、环路控制技术，均流技术等，这些技术都在不断迅速发展并得到了应用。这些技术大大提升了配电系统的可靠性，并进一步降低了建设成本。