数据中心电源设备阻抗特性技术规范V2.0 2024

[编号ODCC-2024-02009]开放数据中心标准推进委员会2024.09发布版权声明转载、摘编或利用其它方式使用ODCC成果中的文字或者观点的，应注明编写组版权声明 编写组 III V数据中心电源设备阻抗特性技术规范V2.0 1 1二、规范性引用文件 1三、术语和定义 3 5（一）稳定性要求 5（二）电源设备阻抗特性要求 6（三）交流电源设备抗振荡要求 7（四）线路阻抗优化要求 8 8（一）测试环境要求 8（二）测试工况要求 9（三）电源设备阻抗特性测试要求 9（四）交流电源设备抗振荡测试要求 16（五）电源设备时域稳定性测试要求 17附录A（资料性）线路阻抗仿真示例 附录B（资料性）电源设备阻抗特性测试方法 （一）测试拓扑结构 21（二）输入阻抗特性测试方法 22（三）输出阻抗特性测试方法 27附录C（资料性）电源设备阻抗特性测试步骤 （一）实物测试步骤 28（二）半实物仿真测试步骤 28附录D（资料性）电源设备阻抗特性测试报告模板 30附录E（资料性）电源设备时域稳定性实物测试 （一）测试方法 （二）测试步骤 附录F（资料性）电源设备时域稳定性测试报告模板 配电系统稳定性和振荡问题时有发生。在接入数据中心之前进行阻抗特性测试并检验测试结果是否符合技数据中心电源设备阻抗特性技术规范V2.0本文件适用于数据中心电源设备的输入/输出端口阻抗特性和交制、三相三线制、单相交流、直流等，电源设备采用交流1000V/直二、规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可1GB/T38833-2020信息通信用240V/336V直流供电系统技术要GB/T43534-2023高压直流输电用电压源换流器交流侧阻抗设NB/T42057-2015YD/T2323-2016通信配电系统2与电源设备对应的工作电压/电流信号相比幅值不大于10%的扰在被测电源设备端口注入交流小信号扰动电压/电流，待被测电3周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根谐波畸变率以THDi表示。电源设备实际使用的用于对应功率拓扑电路进行电能变换控制将电源设备控制器与运行电源设备功率拓扑电路仿真模型的实4由电源设备阻抗幅值和阻抗相角余弦值的乘积可得到电源设备阻抗的等效电阻分量，当阻抗相角超出[-90°,90°]范围时，等效电阻口考虑线路阻抗后相对应的输出阻抗和输入阻抗的比值应满足奈奎5如果电源设备在电压或者负载出现大的阶跃时可能出现稳定性（二）电源设备阻抗特性要求数据中心电源设备阻抗特性的频率范围应覆盖数据中心供配电数据中心电源设备阻抗特性一般在2倍工频以下出现频率耦合，在这两个频段的阻抗幅频特性和相频特性的影响因素与特点存在差6的等效电阻分量可能为负数，不利于数据中心供配电系统的稳定性。由于中高频段的阻抗幅值难以限制，在4.2.1要求的频率范围内，电（三）交流电源设备抗振荡要求电源设备输入端口采用交流供电方式时，4.2.2的输入阻抗幅值Ls=Ln=（1）k——电感系数，交流电源设备输入端口采用三相四线制或三相7zn——交流电源设备输入端口额定阻抗幅值；f1——工频。a)环境温度：10℃~40℃;b)相对湿度：25%～75%；8√√√√√√√√√√√√（三）电源设备阻抗特性测试要求b)测试平台，例如：实物测试平台、半实物仿真测试平9h)被测电源设备测试端口额定电压和额定i)被测电源设备测试端口基波/直流电压100<fp1000<fpNf≥10Nf≥20Nf≥20Nf≥2010Hz以上四舍五入并保留整数；Nf为扰动频率数量。Zfp)——对应扰动频率fp的阻抗幅值，阻抗幅值单位宜采用dB，由20log10Zfp)l计算得到；Vfp)——对应扰动频率fp的电压幅值；Ifp——对应扰动频率fp的电流幅值；∠Z(fp)——对应扰动频率fp的阻抗相角，阻抗相角单位宜采用°;∠v(fp)——对应扰动频率fp的电压相位；∠I(fp)——对应扰动频率fp的电流相位。电源设备阻抗特性测试主要采用实物测试和半实物仿真测试两b)频率变化范围：如存在频率变化，应不大于±0.2Hz；电源设备供电并提供小信号扰动电压。当被测电源设备为UPS或者b)额定功率：应不小于被测电源设备额定功率；b)额定电压：应不小于被测电源设备输出端口额定电压；b)电源设备控制器的通信协议和接口表。b)形式：宜采用表格分列；3)第2个波特图呈现阻抗相频特性，横坐标变量为频率，单（四）交流电源设备抗振荡测试要求物测试平台中测试电源的额定功率应不小于被测电源设备额定功率提高测试电源的输出电压，以便交流电源设备输入端口的电压符合（五）电源设备时域稳定性测试要求可参考5.3.4.3和5.5.2.2，进行电源设备时域稳定性半实物仿真（资料性）线路阻抗仿真示例仿真计算典型场景单位长度线路的线缆间距7mm~8mm时，不12345（资料性）电源设备阻抗特性测试方法（二）输入阻抗特性测试方法注：图中van、vbn和vcn分别为被测电源设备输入端口的A相、B向van、vbn和vcn注入正序扰动电压信号va+t、vb+t和vc+t：V+——正序扰动电压幅值；φv+——正序扰动电压初相角。fp对应的正序输入电压v+fp。对采样得到的ia、ib和ic进行正序分量提取，得到与扰动频率fp对应的正序输入电流I+fp。Z+fp)l——对应扰动频率fp的正序输入阻抗幅值； v+fp)l——对应扰动频率fp的正序输入电压幅值； I+fp)——对应扰动频率fp的正序输入电流幅值；∠Z+(fp)——对应扰动频率fp的正序输入阻抗相角；∠v+(fp)——对应扰动频率fp的正序输入电压相位；∠I+(fp)——对应扰动频率fp的正序输入电流相位。向van、vbn和vcn注入负序扰动电压信号va−t、vb−t和vc−t：V−——负序扰动电压幅值；φv−——负序扰动电压初相角。fp对应的负序输入电压v−fp。对采样得到的ia、ib和ic进行负序分量提取，得到与扰动频率fp对应的负序输入电流I−fp。Z−fp)l——对应扰动频率fp的负序输入阻抗幅值； v−fp)l——对应扰动频率fp的负序输入电压幅值； I−fp)——对应扰动频率fp的负序输入电流幅值；∠Z−(fp)——对应扰动频率fp的负序输入阻抗相角；∠v−(fp)——对应扰动频率fp的负序输入电压相位；∠I−(fp)——对应扰动频率fp的负序输入电流相位。向van、vbn和vcn注入零序扰动电压信号va0t、vb0t和vc0t：va0t=vb0t=vc0t=V0sin(2πfpt+φv0)（B.5）V0——零序扰动电压幅值；φv0——零序扰动电压初相角。fp对应的零序输入电压v0fp。对采样得到的ia、ib和ic进行零序分量提取，得到与扰动频率fp对应的零序输入电流I0fp。Z0fp)——对应扰动频率fp的零序输入阻抗幅值； v0fp)l——对应扰动频率fp的零序输入电压幅值； I0fp)——对应扰动频率fp的零序输入电流幅值；∠Z0(fp)——对应扰动频率fp的零序输入阻抗相角；∠v0(fp)——对应扰动频率fp的零序输入电压相位；∠I0(fp)——对应扰动频率fp的零序输入电流相位。被测电源设备输入端口采用三相三线制需要在其稳态工作时测试正序和负序输入阻抗特性，相应的测试方法可参照B.2.1，其中输注：图中vac和iac分别为被测电源设备输入端口的单相电压和电向vac注入扰动电压信号vacpt，对采样得到的vac和iac进行分量提取，得到与扰动频率fp对应的单相输入电压vacfp和单相输入电流Iac(fp)。zacfp)l——对应扰动频率fp的单相输入阻抗幅值； vacfp)l——对应扰动频率fp的单相输入电压幅值； Iacfp)l——对应扰动频率fp的单相输入电流幅值；∠zac(fp)——对应扰动频率fp的单相输入阻抗相角；∠vac(fp)——对应扰动频率fp的单相输入电压相位；∠Iac(fp)——对应扰动频率fp的单相输入电流相位。被测电源设备输入端口采用直流需要在其稳态工作时测试直流输入阻抗特性，相应的测试方法可参照B.2.3，其中被测电源设备输（三）输出阻抗特性测试方法被测电源设备输出端口采用三相四线制需要在其稳态工作时测被测电源设备输出端口采用三相三线制需要在其稳态工作时测被测电源设备输出端口采用单相交流需要在其稳态工作时测试单相输出阻抗特性，相应的测试方法可参照图B.2和B.2.3，注入的被测电源设备输出端口采用直流需要在其稳态工作时测试直流输出阻抗特性，相应的测试方法可参照图B.2和B.2.4，注入的是电（资料性）电源设备阻抗特性测试步骤b)根据被测电源设备工作特点选择典型运行模式，参照5.2确定d)参照附录B对被测电源设备测试端口进行采用最小扰动频率h)由所有扰动频率下的阻抗幅值和相角绘制阻抗幅频特性和相（二）半实物仿真测试步骤c)根据被测电源设备工作特点选择典型运行模式，参照5.2确定e)参照附录B