ODCC成果回顾：《数据中心电能路由器应用研究报告》

《数据中心电能路由器应用研究报告》在2024年ODCC开放数据中心大会上正式发布。报告围绕在交直流混合微电网的演化趋势下，电能路由器技术的发展历程和技术现状，详细介绍了不同拓扑架构的对比、可靠性分析和关键控制策略的分类和实现方式，提出了在数据中心场景下，融合新能源和储能设备的供电应用方案。

供电应用方案

采用完全电力电子功率变换的形式，以及相应的分层控制策略，可以完全替代基于以往工频变压器和低压侧功率变换环节的传统供配电架构，大大缩短了中压交流市电到IT设备负载端的供电链路，提高了空间利用率，同时作为连接光伏、储能等重要设备的枢纽，满足数据中心源网荷储一体化融合的要求。通过监测各分布式电源、电力负荷等设备的电气参数，判断其运行状态，进而有针对性的对其进行控制，以实现综合能源的合理利用、优化供电质量和提升电力系统的整体运行效率。在推动能源互联网的进一步发展的同时，也有助于提升用电场所特别是数据中心的综合能源利用率。

当前比较成熟的系统拓扑为ISOP型，即输入端为中压(交流或直流)级联，输出端为低压(交流或直流)并联的形式。以典型的应用为例，输入侧为中压(例如10kV)交流，输出侧为低压(例如240V)直流。分为三组，对应A、B、C三相输入，每相都由相同数量的功率模块级联来共同承担输入的相电压。而功率模块的输出并联在一起，形成低压直流母线。电能路由器的控制策略是一个复杂且多样化的领域，涉及到电压和功率控制、故障管理、模块化操作等多个方面，旨在实现高效、稳定且可靠的电力供应。

供电应用诉求

在数据中心供电容量日益增大的背景下，在制定供配电方案时，为了取得更多的经济效益和环境效益，需要重点考虑如下三方面诉求：

一是提升数据中心的经济价值，促进低碳化的可再生能源和储能设备的集成;

二是优化数据中心的电能质量，响应常态化的智算负荷频繁的动态阶跃跳变;

三是简化数据中心的供电架构，减少不必要的功率链路变换环节和压降损耗。

而对当前在网运行且占绝大比例的UPS和HVDC等传统供电设备，其内部整流后的直流电容母线电压的额定值在750V～800V范围内，通过将电能路由器建立的750V直流母线接入，实现数据中心所有的供电设备和备电设备完全池化，可以最大限度的利用现有资源。

本报告描绘了以电能路由器为核心，融合风能、光伏、氢能和储能等新技术设备，以及UPS和HVDC等传统供电系统的数据中心总体供电架构。

电能路由器为数据中心提供了一种高效、可靠且灵活的电力供应解决方案，其不仅能够提高能源综合利用效率，降低运营成本，还能够节省大量设备空间，同时增强系统运行的可持续性和抵抗力，而且在构建园区级数据中心的微电网中承担着连接新能源和储能、及各种功率变换装置等重要设备的关键枢纽作用。

展望未来，电能路由器还会迭代升级到更完善的EMS策略，如DR和负载平衡。如果数据中心的功耗下降时，电能路由器可以根据电力市场的价格信号来调整其能源消耗，从而降低运营成本，和进一步增加数据中心的运行利润。

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