《数据中心800V直流供电技术的白皮书(2.0)》节选:数据中心供电系统的发展历程和技术演进!

这是一篇关于数据中心800V直流供电技术的白皮书，主要介绍了

数据中心供电系统的发展历程、800V直流供电系统的适配性分析、工作原理和关键技术，以及未来发展方向。以下是对这些核心内容的简要概述：

1、数据中心供电系统的发展历程:

   ◈ 交流供电系统：传统数据中心供电系统包括AC10kV配电、变电、UPS等，设备多、效率低。预制化电力模块设备提高了建设速度和效率，但仍有局限。

   ◈ 直流供电系统：高压直流(HVDC)供电系统发展自电信行业，电压等级提升至DC240V或DC336V。10kV交流输入的直流不间断电源系统进一步集成，体积更小、效率更高。

   ◈ 技术演进：随着IT机柜功率密度提升，供电电压需提升。国外探索AC600V，国内倾向DC800V或±400V。SST电源系统是发展方向，具有高效率、低谐波等优势。

2、800V直流供电系统的适配性分析:

 ◈ 电子信息设备：服务器设备需从AC220V或DC240V转DC48V，DC800V或±400V供电可减少转换环节，节省空间。

◈ 暖通设备：电机、变频器、电动阀门等需升级以适应DC800V或±400V供电。过渡期可加装逆变器或继续使用交流UPS。

◈ 照明设备：DC800V直流智慧照明系统已广泛应用，可实现电源整合，提高效率。

◈ 其它设备：监控、消防等设备的电源模块需替换为DC800/400V转DC24/12V。

3、800V直流供电系统的工作原理和关键技术:

◈ 实现方式：三种技术路线，包括常规变压器、移相变压器和固态变压器(SST)。SST具有更少的电压转换环节，效率更高。

◈ 系统架构：2N架构、分布式冗余系统(DR架构)和后备式冗余系统(RR架构)。RR架构负载率高，投资低，是主要演进方向。

◈ 蓄电池接入：电池直挂方案在800V系统中不适用，需经DC/DC接入。飞轮储能系统(FESS)可缓解瞬态波动，提供短时间备电。

◈ 新能源接入：光伏和储能系统可通过双向直流变换器接入800V直流母线，实现新能源的高比例接入。

4、800V直流供电系统保护:

◈ 电源特性：直流供电系统电源供给点多，短路电流路径复杂，需专用直流保护器件。

◈ 故障特性：短路限流型、自保护型、失控型和电池直挂型电源系统各有不同的短路电流特性。

◈ 保护方案：根据电源特性配置熔断器、机械式断路器或固态断路器，实现选择性保护配合。

◈ 绝缘与绝缘监测：设备需满足绝缘要求，系统需进行绝缘监测，避免漏电和绝缘击穿。

5、800V直流系统接地:

◈ 高阻接地：限制单点对地短路电流，但需配置故障检测系统。

◈ 直接接地：中性点直接接PE，易于故障定位，但存在电击和短路电流风险。

◈ 悬浮不接地：对两极绝缘要求高，人体触碰不会触电，但需高绝缘设计。

6、800V直流供电系统关键设备与材料:

◈ 电源设备：高压直流电源(HVDC)、直流不间断电源(DC UPS)和SST电源。SST效率高、体积小，但成本高且可靠性待检验。

◈ 直流静态转换开关(DC STS)：实现毫秒级电源切换，保障关键负载高可用性。

◈ 直流电缆：需具备高导电率、低阻抗、耐火阻燃等特性，优选单芯电缆。

◈ 直流母线：基于交流母线设计，需考虑电气性能、机械性能、安全性能和环境适应性。

7、未来展望与思考:

◈ 交流用户切入直流供电系统：当负载功率密度达到单机柜500kW或经济性不占优势时，需考虑切换到高压直流供电系统。

◈ 未来发展方向：随着算力增长，DC800V或±400V供电系统将普及，配套设施也将逐步直流化，新能源系统将更多导入数据中心，供电架构将向DR或RR架构转变。这篇文章为数据中心供电系统的未来发展提供了技术指引，通过详细分析800V直流供电系统的优势和应用前景，展示了其在高功率密度数据中心中的潜力和必要性。 

附:《数据中心800V直流供电技术的白皮书》节选

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