多站融合型数据中心交直流供电模式对比分析

数据中心是多站融合建设和研究中的重要负荷之一,为探索多站融合型数据中心的建设方向,就多站融合型数据中的交直流供电模式进行了对比分析.首先从多站融合的建设需求出发,分析了多站融合型数据中心交直流供电模式的典型架构;然后提出了一种考虑经济性、可靠性和可控性3个维度的供电模式综合评估方法,并基于该方法对所述交直流供电模式的典型架构进行了对比分析.研究结果表明,直流供电模式在经济性、可靠性和可控性等3个方面都优于交流供电模式,且随着直流设备技术的成熟,直流供电模式的各项指标有望展现更大的优势.     

光伏发电直流接入与消纳的方案设计和工程实践

随着柔性直流技术的发展，配电网领域源-网-荷的构建方式更加丰富，可实现集中式光伏直流并网、数据中心直流供电等新型电网模式。依托张北交直流配电网及柔性变电站示范工程，介绍光伏发电站直流并网方案以及工程实施途径，同时，设计了数据中心直流供电的接线方式，计算了供电可靠性。在此基础上，对比直流配电网和传统交流配电网，从电能传输效率、供电可靠性、电能质量等方面体现了直流配电网的优势。示范工程实现了光伏发电直流接入与消纳，设计成果和实践经验可为同类工程提供参考。     

绿色数据中心直流供电系统的运行控制

为了节能环保,减少数据中心机房建设成本,将新能源引入供电系统,形成绿色数据中心供电系统。介绍了现有的数据中心供电方式,分析了传统供电方式的不足。设计了含光伏发电、储能装置、交流电网、负荷的数据中心直流供电系统。根据母线电压稳定控制,将系统的运行划分为8种工作模式,结合系统运行模式和本地信息对各变换器进行相应控制,针对绿色数据中心直流供电系统提出相应的能量控制策略,协调控制系统的有功功率,保证系统供电可靠性。在Matlab/Simulink软件中分别对系统在并网和孤岛运行状态下构建了仿真模型,仿真结果验证了上述控制策略的可行性。     

智慧能源站“多站融合”工程中交直流微网系统研究

文中通过分析变电站、数据中心、储能站、充(换)电站等传统供电方式和负荷特性,研究出智慧能源站“多站融合”工程中交直流微网供电系统框架结构。通过分析交直流微网中储能单元与数据中心设计的深度融合,提出了储能单元应用于数据中心服务器供电的3种模式,并提出适用于直流微网的接线形式,优化了柴油发电机和UPS系统的配置和运行方式。在保证可靠性的前提下,降低了建设成本和运维成本,提高了电源系统的综合能效,为后续智慧能源站“多站融合”试点工程的规划设计和运行提供参考。     

民用建筑低压直流配电系统的关键技术研究

针对某研发办公大楼项目低压直流配电系统的研究,分析了民用建筑中低压直流配电的关键技术,电压等级的选择应根据电气安全性、供电半径、经济性综合确定,分析民用建筑中直流配电的两类典型应用,对比了数据中心采用直流供电与传统交流UPS的供电效率和可靠性,总结了国内外主流电动车直流供电电压和充电功率。     

浅谈数据中心高压直流供电系统的研究与发展 访华北电力大学电气与电子工程学院工程实践中心主任尹忠东

数据中心高压直流供电技术最先由法国电信和日本NTT-F干1997年国际电信能源大会上提出。经过10年的研究，2007年由中国电信率先在国内开展试点应垌。最近几年，高压直流供电系统的应用规模大幅增加。与数据中心传统交流供电系统相比，高压直流供电系统具有可靠性高、冗余性好、便于维护、高效节能及初期投资低等优点。本期栏目特邀请华北电力大学电气与电子工程学院工程实践中心尹忠东主任谈谈数据中心高压直流供电这项新技术的研究现状与发展前景。     

大型数据中心供电电源自控技术研究与应用

大型数据中心对供电可靠性要求很高。文中分析了数据中心典型高压供电系统的电源自控逻辑,介绍了一种一体化的数据中心专用电源自控装置,并就其可靠性、可用性、易用性等方面与PLC和常规备自投装置构成的电源自控装置进行了比较。     

交直流混合主动配电网规划与运行关键技术

<正>面对日益多样化的负荷和用电需求,采用潮流单向辐射状供电模式的传统交流配电网面临诸多挑战。在发电侧,分布式接入的光伏发电、风力发电、燃料电池、储能设备产生的电能均为直流形式,而在负荷侧,对于计算机、电动汽车、数据中心等新型负荷,更适宜采用直流供电。随着电力电子技术的发展,电力电子器件的变换效率和可靠性大为提升,直流输配电技术的优势得以体现,交直流混合主动配电网应运而生。交直流混合主动配电网同时兼容交流、直流供电,降低了系统复杂程度,可实现功率互动,进行交直支撑,提升系统可靠性与稳定性,是未来     

ABB终端配电保护产品在数据中心行业的应用

分析了数据中心行业供配电的几种不同模式的特点,并从快速热插拔配电、防雷、智能监控等方面介绍了ABB终端配电保护产品的应用优势。指出ABB终端配电保护产品不仅适用于传统的UPS供电,也兼容高压直流新技术配电的应用,为数据中心行业低压供配电提供了新颖、安全、便捷的解决方案。     

基于网络等值的直流配用电系统可靠性评估方法研究

随着直流负荷容量的快速增加,配电系统亟待调整网络结构,可靠地为直流负荷供电。当前普遍采用的直流负荷供电方式有两种:交流配电系统的直流化和新建直流配用电系统。针对上述两种供电方案,本文提出基于网络等值的直流配用电系统可靠性评估方法,与传统故障模式后果分析法(FMEA)相比,该方法避免了配电系统故障状态重复、繁琐的枚举过程,在提升可靠性评估效率的同时,最大限度地确保了可靠性评估结果的准确性。算例分析基于IEEE-RBTS测试系统,通过对测试系统的分解、负荷点可靠性评估以及配用电系统可靠性评估等步骤,从评估效率和准确度两个层面验证了所提方法的实用性,并在此基础上评估上述两种直流负荷供电方式的可靠性。研究结果表明：直流配用电系统的可靠性远高于交流系统的直流化改造。因此,面对快速增长的直流负荷,建议以新建直流配用电系统的方式为直流负荷供电。     

张北数据港柔性变电站DC/AC变流器关键控制策略

柔性直流输电是实现新能源并网和直流电网的极具潜力的输电方式。文中在张北数据港设计构造了一台柔性直流输电系统用DC/AC变流器。所设计的变流器采用多变流器并联+z型接地变压器结构。为抑制离网下由于负荷特性而造成的输出电压不平衡与输出电压畸变问题,分别提出了变流器输出电压不平衡控制策略与输出电压谐波抑制策略,以保证设备的供电质量。为保证设备的不间断供电并提高设备的供电可靠性,提出一种主动限流控制策略,在设备离网供电模式下电力系统发生短路故障时进行主动限流。最后,搭建了2.5 MW DC/AC变流器进行实验研究。实验结果验证了所提控制策略的有效性。目前,该装置已应用于张北数据港柔性变电站。     

基于交直流微电网的智慧能源站拓扑结构研究

“多站合一”的智慧能源站是未来变电站发展的新模式,其中变电站供电系统是保证智慧能源站可靠运行的关键。针对变电站站用交直流系统,计及当前交直流微电网技术进步,提出了智慧能源站供电系统采用交直流微电网的方案,并对交直流微电网电压等级、拓扑结构进行分析。通过对供电可靠性和经济性进行比较,说明交直流微电网的新型结构优于传统结构,验证了智慧能源站新型交直流微电网拓扑结构的可行性及技术优势。     

城市配网改造下中压直流配电网的供电能力分析

我国的城市配电网正面临供电能力不足的压力,中压直流配电方式的出现为城市配电网的改造提供了一个新的思路和方法。基于可靠性和适应性的要求,本文选择双极三线制作为直流配电网的接线方式。首先考虑交直流线路的过电压水平,确定了交直流配电网额定电压的关系。在此基础上,从电压损耗、功率损耗以及供电容量3个方面,对中压交、直流配电网的供电能力进行了理论推导,建立了交、直流配电网供电能力的通用模型。并以常用的中压电缆YJV-300为例,分析发现中压直流配电网的供电能力显著优于中压交流配电网。特别的,本文研究了直流配电网线路发生单极故障时的供电能力,发现其供电能力相对于交流配电网而言也具有一定的优势。     

济南特高压变电站500 kV 主接线方案

交流特高压接入负荷中心区域电网后,在输入区外电力的同时,使受端500 kV电网短路电流水平增加较多,如何控制电网短路电流成为一个重要课题。根据济南特高压变电站的具体落点和山东500 kV电网结构,通过多方案分析论证,提出了济南特高压变电站500 kV主接线采用一变两线单元接线方式。该接线在不改变500 kV 网架结构的基础上,可有效降低短路电流水平,且能满足电网安全可靠供电要求。     

直流融冰覆冰线路全控直流融冰电源及其控制切换策略

针对现有融冰电源的状况,提出了一种新型的基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)斩波调压电路的电压源型换流器(VSC)功率单元级联直流融冰电源拓扑。对VSC功率单元的工作模式和级联型融冰电源的工作特性进行了分析,结合该电源的拓扑特点,提出了功率单元的单位功率因数脉宽调制(PWM)控制+6重移相斩波调压控制的新型控制组合策略。根据融冰电源的应用方法,提出了基于"一进两回"融冰接入方法的新型三相循环自动融冰控制策略,给出了切换方法并进行了详细分析,同时对直流侧故障策略进行了分析。实验结果表明,该融冰电源具有电压稳定可调、恒流输出的特性,可以有效完成自动融冰功能,电能质量参数明显优于现有其他类融冰电源。     

基于串联模式的24V转75V升压电源的设计

对于直流升压式电源的设计,通常的做法是采用分立元件,按所需的功能单元进行设计并构成系统,这种传统的设计存在电源体积大,结构复杂,输出功率不足,可靠性不高等问题。运用新的设计思想,利用模块串联升压原理,采用高可靠的DC/DC模块完成了24转75V升压电源的设计。整个电源体积小效率高,外围元件少,输出功率大。与原方案相比,缩短了设计周期、提高了产品可靠性。     

240V直流供电在数据中心的应用方案

直流供电的建设方式提高了系统的安全性和可靠性,效能解决是目前大多数数据中心面临的问题,这种构建方式将会在新一代数据中心整体规划得到广泛应用。随着高压直流电源的行业标准的发布实施,在数据机房中引进DC240V直流供电系统,以其体积小、重量轻、功耗小、效率高、纹波小、噪音低、易扩容、替换性好、性能稳定、智能化程度高等优良特性,将会为IT行业的供电保障带来一个质的飞跃。     

基于储能稳压的交直流混合电能路由器协调控制策略

将交/直/交级联变换器、直流变换器、储能及其变换器通过公共直流母线组合,构成含两个交流端口、三个直流端口的电能路由器拓扑结构。分析典型运行模式并提出储能稳压的交直流混合电能路由器虚拟同步机协调控制策略:在交流单/双端并网模式下,通过储能稳定直流电压,两端交/直、直/交变换器通过虚拟同步机功率外环控制功率流向及大小;在交流双端离网模式下,通过储能稳定直流电压的同时,配合分布式电源为交直流负荷供电。所提策略无需模式切换,降低了控制复杂性,可实现电能路由器各模式下直流电压稳定、就地消纳分布式发电,保证交直流负荷持续稳定供电,还可实现双端并网时电网馈线间的柔性互联、电网故障时潮流转供以及双端离网下的自稳定运行,有效提高了低压配电网的供电可靠性。最后,通过仿真和实验验证了所提协调控制策略的正确性和有效性。     

适用于VSC-MTDC系统的直流电压控制策略

直流电压稳定是关系到电压源型直流输电系统可靠运行的关键问题之一。文中首先分析了在电压源型直流输电系统中直接电流控制和直流电压偏差控制的工作原理,然后提出了在电压源型多端直流输电系统中采用基于直流电压偏差控制的多点直流电压控制策略。控制器采用该策略后,能实现定有功功率控制模式与定直流电压控制模式之间的自动转换,确保定直流电压控制的换流站故障退出后,仍能实现对直流电压的控制和有功的平衡。以一个5端系统为例进行仿真验证,结果表明多端直流输电系统的运行可靠性得到提高,且获得良好的动态性能。