HVDC技术与产品汇报

HVDC技术与产品汇报

胥飞飞中恒HVDC已获荣誉，正在申请国家科技进步奖中恒电气：HVDC国内市场份额

大数据时代，各行各业建设IDC机房，到2013年年底HVDC市场占有率中恒电气接近50%。目前，中恒参与最大的IDC机房项目为深圳联通坪山数据中心，1.17万KW负载，全部使用中恒HVDC。数据中心新动力：HVDC替代UPS构建高安全可靠、绿色节能、易维护数据中心中电信内蒙云信息园、腾讯天津云计算中心、中移动佛山山水数据中心第一部分国内外研究HVDC替代UPS的发展过程UPS使用的问题（UPS是为后端IT设备提供不间断电源）

整体封闭，难以在线维护

能源变换环节多，故障多费电，效率低，运营成本高电池有不能起作用的风险

案例1：深圳某大机房，约3万台服务器，一年电费约7000万，仅UPS给浪费掉2000多万。浙江华数小机房，每年电费100多万，仅UPS浪费掉30多万。

案例2：交流设备使用直流供电可行性分析法国整流型AC(rAC)300Vdc供电系统（INTELEC05（柏林））变换器的输入电压当交流输入电压为230V,+10%,-20%时，则直流输入电压为:

Umin=260VDC，Umax=358VDC；2.蓄电池，采用26只12V蓄电池，额定电压为12*26=312VDC，Umin=10.3*26=268V，Umax=13.75*26=358V；

市电正常时，市电经过不控整流整流后，给后端IT设备供电

市电停电时，电池给后端IT设备供电，电池配置独立的小型离线充电器。优势：电源系统非常简单，降低了成本和设备尺寸。缺点：在实际商用时，不含功率因数校正电网污染、只适用于单相电供电网络，不适合商用。日本270Vdc供电系统（INTELEC07（罗马））

市电正常时，市电经过不控整流整流后，经过DC/DC变换器给后端IT设备供电

市电停电时，电池经过DC/DC转换后给后端IT设备供电，电池配置独立的小型离线充电器。优势：在瑞典的基础上解决了只适应单相电的兼容性问题。缺点：在实际商用时，仍然不含功率因数校正电网污染、不适合数据中心使用。瑞典350Vdc供电系统（INTELEC07（罗马））

在日本和法国基础上，由不可控整流改为可控整流，经过AC/DC变换器给后端IT设备供电

市电停电时，电池经过DC/DC转换后给后端IT设备供电，电池直接挂母线，取消离线的充电器。优势：解决三相市电兼容问题、含功率因数校正对电网污染小。缺点：在实际商用时，电压等级为350V，后端IT设备需要改制。美国380Vdc供电系统（INTELEC07（罗马））中国HVDC供电系统

中国在国外优秀供电拓扑的基础上，考虑商用的可行性，电压等级上采取240Vdc和336Vdc两种规格推广。含功率因数校正电路，实现功率因素0.99，输出电压可调，电压范围204~286Vdc,286~400Vdc优势：解决三相市电兼容问题、含功率因数校正对电网污染小。中国HVDC供电系统（240V、336V在国内大型数据中心都已规模商用）336的阵地：中移动三水数据中心中移动呼和浩特数据中心中移动哈尔滨数据中心中电信数据中心腾讯天津数据中心联通坪山数据中心240的阵地：国内外HVDC供电方案总结：国内的HVDC供电方案相对，兼并考虑绿色环保、节能可靠、安全易维护等新一代数据中心建设要求，HVDC在国内的推广相对国外顺利。但是，国内在HVDC细化的配电方案、电压等级选取等分行业、客户群又有所侧重，产品的形态和组成也呈现行业的独特性。第二部分国内各行业HVDC产品介绍与应用特点传统的数据中心HVDC集中供电应用分立式HVDC应用案例：1、分立式HVDC系统2、电池组以及配件3、列头柜以及机柜内PDU分立式HVDC系统适用于100KW以上负载的应用场景分立式HVDC应用供电网络拓扑：(悬浮供电）HVDC系统（1套不宜超过4个列头柜）直流列头柜机柜内直流PDU分立式HVDC电源（240V）：最大系统360KW（1200A），整流屏180KW（800A）

直流屏整流屏（辅）整流屏（主）交流配电屏电池熔断器负载分路熔断器可翻转有机玻璃安全防护两路交流输入塑壳交流输出分路至整流屏分立式HVDC电源（336V）：最大系统360KW，整流屏180KW与240V不同点1，电池分路用组合式熔断器与240V不同点2，负载分路用断路器，不用熔丝336V和240V直流配电不同点1：336V电池组合式开关（正负母线能同时切断，并能灭弧）240V电池熔丝（正负母线难同时切断，单个熔丝的耐压为250Vdc）中恒336V和240V整流模块不同点(外观、尺寸一致)：240V336V从整流模块的效率曲线可以看出，336V比240VHVDC效率轻负载高1%，半载以上负载高0.5%业界效率最高、功率密度最大的HVDC整流模块。效率差别对运营费用的影响节省（电费以每度0.6元计算）效率差异1%2%10%负载1年5年1年5年1年5年500KW2.628万元13.14万元5.256万元26.28万元26.28万元131.4万元5000KW26.28万元131.4万元52.56万元262.8万元262.8万元1314万元电池端维护开关若在此处发生短路。。电池组

HVDC智能列头柜1、240V与336V列头柜均为智能列头柜，具有输入（出）电压、电流、电量监测，过欠压告警、过负载告警等功能2、建议HVDC与列头柜选择同一个厂家，避免绝缘监测打架问题HVDC与列头柜绝缘监察配合问题现阶段各个厂家绝缘监察的原理都采用“投切电阻”直流法监察。若HVDC系统投切，列头柜也投切。若控制不同步，则造成计量误差，影响判定结果。

故建议：HVDC、列头柜选择同一厂家产品。或列头柜支路不装投切装置，故障判定采取手持式绝缘检测仪装置。

机柜内PDU解决方案以前所谓的直流拉弧实验

实验不正确，因为IT设备的负载为开关电源负载，具备软启动电路

严谨电弧放电实验结论是：若单台服务器功率在1200W以下，拉弧基本没影响机柜内PDU解决方案经济型选择极其安全选择组合式HVDC应用案例：1、组合式HVDC系统2、电池组以及配件2、列头柜以及机柜内PDU组合式HVDC系统适用于180KW以上负载的应用场景模块化数据中心HVDC应用：每个微模块集成供电、空调、机柜等模块化数据中心HVDC应用：每个微模块集成供电、空调、机柜等模块化数据中心HVDC应用：每个微模块集成供电、空调、机柜等模块化数据中心HVDC应用：HVDC硬件需要重构尺寸太大、无法放进微模块放进微模块后，布局、走线麻烦模块化数据中心HVDC应用：HVDC硬件重构＝＋＋综合配电屏（包含输入、输出配电）整流屏电池屏第三部分HVDC发展趋势与讨论问题一：HVDC产品选型注意事项目前，HVDC设备厂家非常多，产品优先关于以下几点：1、整流模块的通信方式。一般有RS485、CAN通信两种。HVDC产品的特殊性，全模块化设计，系统的可靠性，抗干扰性依赖于通信方式，优选CAN通信的HVDC整流模块设备。2、整流模块输入不能含零线输入。一般三相整流模块，若有零线输入，则在三相不平衡时，零线温度很大，重则引起火灾事故，轻者系统跳闸。HVDC衍生的其它常见供电方案一路市电+1路HVDC供电方案，效率98%以上HVDC+12V集中供电方案(HVDC进机柜、12V进服务器)问题二：HVDC发展趋势HVDC与铁锂电池配合（哈尔滨、内蒙将使用336+铁锂电池）问题三：HVDC发展趋势BUSWAY替代列头柜问题四：HVDC发展趋势现阶段IT设备对HVDC支持的情况介绍（均支持直流输入）问题五：IT设备支持的程度问题六：HVDC标准的制定情况通信行业标准YDB037-2009<<通信用240V直流供电系统技术要求>>YD/T2378-2011<<通信用240V直流供电系统>>

YD/TB5210-2011<<240V直流供电系统工程技术规范》YD/Y2555-2013<<通信用240V直流供电系统配电设备>>YD/Y2556-2013<<通信用240V直流供电系统应用维护技术要求>>

中国移动企业标准《336V开关型整流器》（QB-H-007-2012）《336V直流电源系统》（QB-H-008-2012）《通信用336V直流供电