智能微电网分布式电源 的综合控制策略 智能微电网分布式电源的综合控制策略 典型的智能微电网结构： 组成：微电源、储能装置、控制器、负荷 馈线 A 、 C ：重要负荷、敏感负荷 馈线 B ：相对不重要负荷 能量管理系统：实现对整个微电网系统的 综合分析与控制 潮流控制器：对微电源的就地控制 主从站控制方式： 智能微电网分布式电源的综合控制策略 孤岛状态时：一个微电源以主 孤岛状态时：一个微电源以主 站的方式提供参考电压和频率，其他 微电源以从站的方式运行在恒功率模 式提供恒定出力 离网状态时：具有恒压恒频控 制的微电源作为主站模式提供电压和 频率支持。 控制目的： 1. 保证微电网平稳运行，保证能源利用效率和电能质量 具有恒功率控制的微电源作为从站模式能最大效率的保证能源利用率， 通过控制微电源出力，使微电源按照最大功率出力，保证了能源的利用效率， 保证控制可靠性 现在智能微电网控制策略发展的趋势是无需数据通信环节的各类型分布 式电源间的主从控制的微电网控制策略，大幅度提高了不确定性能源的利用 效率。 3. 保证并 / 离网切换的平稳运行 智能微电网分布式电源的综合控制策略 微电网联网预同步控制器： 比例积分环节环作为同步补偿 器，负责微电源输出的电压幅值和 相角以及频率的预同步过程 传感器检测到的数值应在该范 围内，从而保证微电网并入大电网

重视能源效率和智能化管理水平 ［1］。然而，传统电源 系统存在独立配置、分散管理、维护复杂、成本较高等 诸多不足，难以满足智算中心对电源系统的高标准要 求。因此，新型高效的一体化电源系统成为提升智算 中心性能的关键因素。该系统通过集成多种能源供 应方式，实现了资源的高效利用和管理，为智算中心 的供电提供了新的解决方案。 新型一体化电源系统集成电源转换、监控和管理 等功能于一体，通过智能化技术，能够显著提升能源 效率，降低运维成本。该系统通过取消传统系统架构 间大量电缆连接，不仅节约了大量材料和空间占用， 还降低了碳排放，成为智算中心电源系统升级的重要 方向。 1 万卡智算中心电力需求特点 智算中心的电力成本在运营成本中占据了很大 的比例。以昇腾 910B 组成的集群为例，一个一万卡 关键词： 智算中心；新型一体化电源；绿色发展；电源系统 doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2024.10.005 文献标识码：A 开放科学（资源服务）标识码（OSID）： 摘 要： 智算中心对电源要求极高，而传统电源系统存在能效低、维护复杂、占用空间大 等问题。新型一体化电源系统作为一种集成了多种电力设备于一体的电源解 决方案，凭借其在系统集成性、稳定性和安全性方面的优势，能够满足智算中心 中的电源需求。探讨了新型一体化电源系统在智算中心的应用前景，通过理论 与案例分析研究，评估其在提高能源利用效率、简化运维流程、优化空间布局等

亿美元/GW，其中非IT设备占比20%-40%，非IT设备中柴发、变配电、UPS/HVDC等电力设备占比50%-70%。数据中心供电系统主要包括变压器/开关柜、UPS/HVDC、服务器电源（AC/DC）、 板卡电源（DC/DC）四大环节。数据中心供电设备对于可靠性要求极高，对企业品牌、技术和质量稳定性提出较高要求，且往往采用冗余配置方式提供备用。根据相关数据，数据中心IT负载约为芯片功率的1.4-1 稳步提升。巴拿马电源在HVDC基础上进一步提升设备集成度，进一步提升效率、减少占地。 2023年以来，包括百度、阿里、Meta、谷歌等企业纷纷发布或启动下一代高压HVDC产品，将直流电压从240/336V提升至±400/750V，进一步降低服务器端损耗。SST（固态变压器）由电力电子变换器和高频变压器组成，可实现高 压交流至低压直流/交流的电压变换及能量双向流动，在保持巴拿马电源优势的基础上进一步 20kV电力设备需求。 u 服务器电源单位价值量大幅提升，英伟达B系列产品带动铜连接和BBU应用 服务器电源（AC/DC）是数据中心供电重要环节，负责将UPS/HVDC输出高压交流/直流转变为服务器适用的12/48V直流。与传统服务器电源相比，AI服务器电源功率密度大幅提升，单位价值量是传统服务器电源的4倍以上。我们预计， 2024-2026年全球服务器电源市场空间为143/587/933亿元

HVDC，以及 未来巴拿马电源和 SST 的效率更高模式发展。我们预计国内 AI 配套电力设 备市场空间 2026 年将达到 437 亿元，对应 2024-26 年复合增速 27%，其 中 HVDC，锂电池和服务器电源将实现更快增长，分别达到 77%/58%/36%。 AI 算力+双碳政策，中国绿色算力提升新能源需求端消纳 与海外不同，中国电网更加稳定，并不需要大量分布式电源直连去实现稳定 供应。2023 看好国内数据中心建设带来的电源国产替代机会，以及技术迭代加速后 HVDC 以及巴拿马电源和 SST 的发展机遇。产业链标的包括：欧陆通，中 恒电气，明阳电气，伊戈尔。最后，我们重申于《新型电力系统成本篇：多 维解决消纳问题，新能源迈入 2.0 时代》（2024.10.25）中对于配网建设， 储能平价和风电发展的看好，我们认为数据中心建设将加速国内能源转型和 提升新能源有效需求，绿色电源和数据中心耦合将成为趋势。 ............................................................................ 8 直流供配电在数据中心充分验证，巴拿马电源和 SST 技术可期 ......................................................................... 10 HVDC：更适配 AI

12 14 15 16 17 22 23 25 26 行业概述 Part 1 定义及研究范畴 研究范畴 智算中心供配电系统是指从电源线进线，经10kV中压配电设备、变压器、0.4kV低压配电设备、不间断电源UPS、后备电池、 UPS配电设备到IT负载为止的整个电路系统，涉及电力输入、分配、应急储备等多个环节，是智算中心的生命线，保障着智 算中心各类设备的正常用电 头柜等相关产品和解决方案子市场。 智算中心供配电系统：是从电源线路进用户起，经高 / 中 / 低压配电设备到 IT 负载为止的整个电路系统。 中压 ATS（Automatic Transfer Switching Equipment）：自动转换开关电器的一种，专门设计用于中压等级（如 10kV）的电源切换。其核心功能是在主电源（如市电）故障时，自动将负载切换到备用电源（如中压柴油发电机），以保障 数据中心、电厂等关键场所的电力供应连续性。 量、信号、保护、调节等设备组装在一起的组合体，主要 用于对用电设备进行控制、保护和电能分配等。通常应用于电压等级为 0.2kV 至 0.66kV （0.4kV 为主）的电力系统中。 不间断电源：不间断电源，利用电池化学能作为后备能量，在市电出现断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供电 能的一种能量转换装置。包括 UPS（ Uninterrupted Power System ）、HVDC（High

......................................................................................... 29 4.5 电源 .................................................................................................. 机房供电 整机柜服务器支持 2N 供电系统。 2N 供电系统是指每套 IT 设备均由 2 路供电，每条供电回路设计均按 N 负载能力，在 供电系统的整个路径（从供电输入经供电系统直到双电源输入负载）中的所有环节和设备都 进行冗余配置（称作 N 备），由这样的两套或多套供电系统组成的冗余系统。正常运行时， 每套 N 系统仅承担总负荷的 50%。 19 2N 3.4.2. 机柜供电 柜内包含 1~4 个电源框 Power shelf，每个电源框可满配 12（或 18）个 PSU，PSU 可选双输入 3000W、双输入 5500W 不同模块以适应不同的功率需求。根据功率需求，通 过灵活配置 Power shelf 和 PSU 的数量，整机柜功率可覆盖至 258kW/Rack。 使用双输入电源可以极大节约柜内空间、并灵活提供 N+M(M=1~N)冗余配置，达到

术有限公司、超聚变数字技术有限公司、新华三技术有限公司、山东省计算中心、曙光信息产业（北 京）有限公司、中科可控信息产业有限公司、宁畅信息产业（北京）有限公司、超云数字技术集团 有限公司、联想（北京）信息技术有限公司、长城电源技术有限公司、史陶比尔(杭州)精密机械电 子有限公司、广能智能装备（浙江）有限公司、中国质量认证中心有限公司、南方电网大数据服务 有限公司、北京计算机技术及应用研究所、之江实验室、中航光电科技股份有限公司、深圳瀚宏电 高、IT设备散热功耗加速上涨、散热设备容量不足和PUE居高不下等问题，以确保服务器和IT设备的正常运行与 数据中心高效运营。资源池化是整机柜服务器的核心特征：大功率电源模块集中供电方案可以显著提升供电转换 效率，降低传输路径电能损耗，且更易于实现电源的液冷散热，为日益严峻的电源模块本体散热问题提供了新思 路；随着核心算力组件功耗的增长，液冷成为必然选择，整机柜服务器的高密度和高耦合度更加契合液冷方案， 第 在1999年部署的“软木板服务器”：每个机柜分为20层，每层 是一个软木板（Corkboard）承载4个单路“服务器”主板并配备8个PATA硬盘，通过电源连接器共享一个400W（瓦） 电源模块，每个机柜的后门上安装60个风扇，它们再共用2个电源模块（PSU）。 第 12 页, 共 63 页 图1-2 （互联网行业）整机柜服务器开山之作“Corkboard Ser

8.6 防雷与接地系统 86 9 柴油发电机组方案 87 9.1 设计依据 87 9.2 设计范围 87 9.3 供电方案 88 10 不间断电源设计方案 89 10.1 设计依据 89 10.2 设计范围 89 10.3 设计方案 89 11 智能化设计方案 91 11.1 设计依据 的场所，包括进线间、测试机房、总控中心、消防和安防控制 室、拆包区、备件库、打印室、维修室等区域。 支持区 为主机房、辅助区提供动力支持和安全保障的区域，包括变 配电室、柴油发电机房、电池室、空调机房、动力站房、不间断 电源系统用房、消防设施用房等。 （1） 主机房 主机房的使用面积应根据电子信息设备的数量、外形尺寸和布置方式确定，并应预 留今后业务发展需要的使用面积。主机房的使用面积可按下式确定： A=SN 手，贵安供电局高标准、高规格开展电网规 划建设，加大电网投资，统筹电网建设时序，全力加速 500 千伏马场输变电工程前期工作和建设，配合全省形成“三横两联一中心”的 500 千伏骨干电网网架，为电源接入奠定坚实基础。同时，抓好 220 千伏枫林输变电工 程、220 千伏苏州输变电工程、110 千伏刘家庄输变电工程、110 千伏思丫输变电工 程、林卡-青岩 220 千伏线路工程以及马场变 220

日，国家发展改革委、国家能源局发布《关于推进电力源网 荷储一体化和多能互补发展的指导意见》，提出将通过优化整合本地电源侧、电 网侧、负荷侧资源，以先进技术突破和体制机制创新为支撑，探索构建多能互补 6 / 51 高度融合的新型电力系统发展路径；利用存量常规电源，合理配置储能，统筹各 类电源规划、设计、建设、运营，优先发展新能源，积极实施存量“风光水火储 一体化”提升，稳妥推进增量“风光水（储）一体化”，探索增量“风 个 重要的抓手和突破口的今天，多能互补融合发展是能源绿色低碳转型的新方 向，也将成为“十四五”时期能源发展的重点。 通过风、光、水、火、储多能有效结合、发挥各类电源优势、取长补短、 紧密互动，不但能够为新能源提供调峰调压电源，提升新能源发电消纳能力， 增加新能源应用比重，缓解“弃风、弃光、弃水”等问题，亦有利于降低火 电等传统能源高污染、高耗能的程度，为优化能源结构、降低环境污染提供 ，极大优化了中国的能源结构， 对中国实现能源安全、大气污染防治以及温室气体排放控制等多重目标均作出突 12 / 51 出贡献。 通过风光储输有效结合、发挥各类电源优势、取长补短、紧密互动，不但能 够为新能源提供调峰调压电源，提升新能源发电消纳能力，增加新能源应用比重， 缓解“弃风、弃光、弃水”等问题，亦有利于降低火电等传统能源高污染、高耗 能的程度，为优化能源结构、降低环境污染提供助力。大力发展多能互补体系，

日，国家发展改革委、国家能源局发布《关于推进电力源网 荷储一体化和多能互补发展的指导意见》，提出将通过优化整合本地电源侧、电 网侧、负荷侧资源，以先进技术突破和体制机制创新为支撑，探索构建多能互补 6 / 50 高度融合的新型电力系统发展路径；利用存量常规电源，合理配置储能，统筹各 类电源规划、设计、建设、运营，优先发展新能源，积极实施存量“风光水火储 一体化”提升，稳妥推进增量“风光水（储）一体化”，探索增量“风 个 重要的抓手和突破口的今天，多能互补融合发展是能源绿色低碳转型的新方 向，也将成为“十四五”时期能源发展的重点。 通过风、光、水、火、储多能有效结合、发挥各类电源优势、取长补短、 紧密互动，不但能够为新能源提供调峰调压电源，提升新能源发电消纳能力， 增加新能源应用比重，缓解“弃风、弃光、弃水”等问题，亦有利于降低火 电等传统能源高污染、高耗能的程度，为优化能源结构、降低环境污染提供 界第一，成为世界节能和利用可再生能源第一大国，极大优化了中国的能源结构， 对中国实现能源安全、大气污染防治以及温室气体排放控制等多重目标均作出突 出贡献。 通过风光储输有效结合、发挥各类电源优势、取长补短、紧密互动，不但能 够为新能源提供调峰调压电源，提升新能源发电消纳能力，增加新能源应用比重， 缓解“弃风、弃光、弃水”等问题，亦有利于降低火电等传统能源高污染、高耗 12 / 50 能的程度，为优化能源结构、