幽深的走廊、一眼望不到头的机柜、间或有着炫酷的灯光……这就是普通人想象中的数据中心的模样。在当前政府、互联网、电信、金融等千行百业加速数字化转型时,由服务器、存储、网络、能源等组成的数据中心,作为支撑数字化转型的基础,迎来高速发展。 目前,全球数据中心市场年复合增长率超过20%,其中美国数据中心市场规模占比最大,达到38%;中国市场规模虽然目前仅占9%,但随着国内新基建、5G、大数据、人工智能等产业迅速发展,国内数据中心市场规模增速超过30%,年国内数据中心市场规模已达到亿元,耗电量相当于四个三峡水电站的发电量之和。 数据中心的高能耗不仅给企业带来了沉重负担,也给全社会能源供应带来了巨大压力。但目前数据中心用能效率PUE普遍偏高(PUE=数据中心总能耗/IT设备能耗,其值大于1,越接近1表明非IT设备耗能越少,即能效水平越好),总体能耗至少比国际先进水平差了30%以上,全生命周期数据中心能源消耗成本已经占到数据中心总成本的50%以上。 数据中心基础设施高耗能的属性受到日益严峻的电力资源、水资源及土地资源制约,能耗问题成为阻碍数据中心产业发展的主要矛盾。为此,国家发改委、国家能源局等四部委联合发布的《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》,提出“强化能源配套机制”的要求,其中包括探索电力网和数据网联动建设、运行机制,进一步降低数据中心用电成本,引导清洁能源开发使用,推动绿色数据中心建设。 如何让作为“耗能大户”的数据中心可以降低用电成本呢?在中国“碳中和”的大趋势下,这无疑是一个重大考验。在国家重点专项东莞安华数据中心示范工程中,特变电工运用交直流混合多端口电力电子变压器解决方案为绿色数据中心的打造提供了最佳实践经验。 数据中心是未来为数不多能源消耗占社会总用电量比例持续增长的行业。因此,数据中心提升绿色能源应用,并积极探索储能技术落地,提升高渗透率下的新能源消纳能力,对于实现碳达峰和碳中和的目标意义重大,实现绿色数据中心的核心在于数据中心配电系统能够灵活接入光伏、风电等各类绿色能源。 特变电工新能源电力电子变压器具备10kVAC/VAC/10kVDC/±VDC等交直流、多种电压等级的端口,多端口电力电子变压器可构建交直流混合系统,可减少电能变换环节,支撑分布式可再生能源的灵活接入,提高能源利用效率。 基于电力电子变压器的交直流混合微网系统总体可分为三层架构。第一层为设备层,主要囊括了分布式电源(风电、光伏系统等)和不同的交直流负荷;第二层控制层,以电力电子变压器为核心,分布式电源和负荷可通过其灵活的多端口配置实现可靠接入,并通过其中/高压接口,实现与配电网的有效连接;第三层为管理层,以“双端”能量管理系统为核心,采用人工智能算法可实现电力电子变压器交直流混合系统的分布式能源互补优化以及多个端口之间的协调控制,提高能源利用效率,多机并联系统的集群控制、功率在线优化分配,保障系统效率最优,同时能够对接电网调度,参与电力市场交易及辅助服务等,真正实现绿色数据中心电能的智能路由。 数据中心传统的UPS供电方案,是由高压配电柜、变压器、低压配电柜、UPS等组成,虽然系统方案成熟,但由于设备种类数量多,电能变换环节多,占地面积大,转换效率低,已有被逐步淘汰的趋势。 基于电力电子技术的新型供电方案逐渐占领市场,其中采用多端口电力电子变压器替代传统变压器、低压配电柜及UPS的方案备受