HVDC技術與產(chǎn)品匯報

胥飛飛中恒HVDC已獲榮譽，正在申請國家科技進步獎中恒電氣：HVDC國內(nèi)市場份額

大數(shù)據(jù)時代，各行各業(yè)建設IDC機房，到2013年年底HVDC市場占有率中恒電氣接近50%。目前，中恒參與最大的IDC機房項目為深圳聯(lián)通坪山數(shù)據(jù)中心，1.17萬KW負載，全部使用中恒HVDC。數(shù)據(jù)中心新動力：HVDC替代UPS構建高安全可靠、綠色節(jié)能、易維護數(shù)據(jù)中心中電信內(nèi)蒙云信息園、騰訊天津云計算中心、中移動佛山山水數(shù)據(jù)中心第一部分國內(nèi)外研究HVDC替代UPS的發(fā)展過程UPS使用的問題（UPS是為后端IT設備提供不間斷電源）

整體封閉，難以在線維護

能源變換環(huán)節(jié)多，故障多費電，效率低，運營成本高電池有不能起作用的風險

案例1：深圳某大機房，約3萬臺服務器，一年電費約7000萬，僅UPS給浪費掉2000多萬。浙江華數(shù)小機房，每年電費100多萬，僅UPS浪費掉30多萬。

案例2：交流設備使用直流供電可行性分析法國整流型AC(rAC)300Vdc供電系統(tǒng)（INTELEC05（柏林））變換器的輸入電壓當交流輸入電壓為230V,+10%,-20%時，則直流輸入電壓為:

Umin=260VDC，Umax=358VDC；2.蓄電池，采用26只12V蓄電池，額定電壓為12*26=312VDC，Umin=10.3*26=268V，Umax=13.75*26=358V；

市電正常時，市電經(jīng)過不控整流整流后，給后端IT設備供電

市電停電時，電池給后端IT設備供電，電池配置獨立的小型離線充電器。優(yōu)勢：電源系統(tǒng)非常簡單，降低了成本和設備尺寸。缺點：在實際商用時，不含功率因數(shù)校正電網(wǎng)污染、只適用于單相電供電網(wǎng)絡，不適合商用。日本270Vdc供電系統(tǒng)（INTELEC07（羅馬））

市電正常時，市電經(jīng)過不控整流整流后，經(jīng)過DC/DC變換器給后端IT設備供電

市電停電時，電池經(jīng)過DC/DC轉換后給后端IT設備供電，電池配置獨立的小型離線充電器。優(yōu)勢：在瑞典的基礎上解決了只適應單相電的兼容性問題。缺點：在實際商用時，仍然不含功率因數(shù)校正電網(wǎng)污染、不適合數(shù)據(jù)中心使用。瑞典350Vdc供電系統(tǒng)（INTELEC07（羅馬））

在日本和法國基礎上，由不可控整流改為可控整流，經(jīng)過AC/DC變換器給后端IT設備供電

市電停電時，電池經(jīng)過DC/DC轉換后給后端IT設備供電，電池直接掛母線，取消離線的充電器。優(yōu)勢：解決三相市電兼容問題、含功率因數(shù)校正對電網(wǎng)污染小。缺點：在實際商用時，電壓等級為350V，后端IT設備需要改制。美國380Vdc供電系統(tǒng)（INTELEC07（羅馬））中國HVDC供電系統(tǒng)

中國在國外優(yōu)秀供電拓撲的基礎上，考慮商用的可行性，電壓等級上采取240Vdc和336Vdc兩種規(guī)格推廣。含功率因數(shù)校正電路，實現(xiàn)功率因素0.99，輸出電壓可調(diào)，電壓范圍204~286Vdc,286~400Vdc優(yōu)勢：解決三相市電兼容問題、含功率因數(shù)校正對電網(wǎng)污染小。中國HVDC供電系統(tǒng)（240V、336V在國內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心都已規(guī)模商用）336的陣地：中移動三水數(shù)據(jù)中心中移動呼和浩特數(shù)據(jù)中心中移動哈爾濱數(shù)據(jù)中心中電信數(shù)據(jù)中心騰訊天津數(shù)據(jù)中心聯(lián)通坪山數(shù)據(jù)中心240的陣地：國內(nèi)外HVDC供電方案總結：國內(nèi)的HVDC供電方案相對，兼并考慮綠色環(huán)保、節(jié)能可靠、安全易維護等新一代數(shù)據(jù)中心建設要求，HVDC在國內(nèi)的推廣相對國外順利。但是，國內(nèi)在HVDC細化的配電方案、電壓等級選取等分行業(yè)、客戶群又有所側重，產(chǎn)品的形態(tài)和組成也呈現(xiàn)行業(yè)的獨特性。第二部分國內(nèi)各行業(yè)HVDC產(chǎn)品介紹與應用特點傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心HVDC集中供電應用分立式HVDC應用案例：1、分立式HVDC系統(tǒng)2、電池組以及配件3、列頭柜以及機柜內(nèi)PDU分立式HVDC系統(tǒng)適用于100KW以上負載的應用場景分立式HVDC應用供電網(wǎng)絡拓撲：(懸浮供電）HVDC系統(tǒng)（1套不宜超過4個列頭柜）直流列頭柜機柜內(nèi)直流PDU分立式HVDC電源（240V）：最大系統(tǒng)360KW（1200A），整流屏180KW（800A）

直流屏整流屏（輔）整流屏（主）交流配電屏電池熔斷器負載分路熔斷器可翻轉有機玻璃安全防護兩路交流輸入塑殼交流輸出分路至整流屏分立式HVDC電源（336V）：最大系統(tǒng)360KW，整流屏180KW與240V不同點1，電池分路用組合式熔斷器與240V不同點2，負載分路用斷路器，不用熔絲336V和240V直流配電不同點1：336V電池組合式開關（正負母線能同時切斷，并能滅?。?40V電池熔絲（正負母線難同時切斷，單個熔絲的耐壓為250Vdc）中恒336V和240V整流模塊不同點(外觀、尺寸一致)：240V336V從整流模塊的效率曲線可以看出，336V比240VHVDC效率輕負載高1%，半載以上負載高0.5%業(yè)界效率最高、功率密度最大的HVDC整流模塊。效率差別對運營費用的影響節(jié)省（電費以每度0.6元計算）效率差異1%2%10%負載1年5年1年5年1年5年500KW2.628萬元13.14萬元5.256萬元26.28萬元26.28萬元131.4萬元5000KW26.28萬元131.4萬元52.56萬元262.8萬元262.8萬元1314萬元電池端維護開關若在此處發(fā)生短路。。電池組

HVDC智能列頭柜1、240V與336V列頭柜均為智能列頭柜，具有輸入（出）電壓、電流、電量監(jiān)測，過欠壓告警、過負載告警等功能2、建議HVDC與列頭柜選擇同一個廠家，避免絕緣監(jiān)測打架問題HVDC與列頭柜絕緣監(jiān)察配合問題現(xiàn)階段各個廠家絕緣監(jiān)察的原理都采用“投切電阻”直流法監(jiān)察。若HVDC系統(tǒng)投切，列頭柜也投切。若控制不同步，則造成計量誤差，影響判定結果。

故建議：HVDC、列頭柜選擇同一廠家產(chǎn)品?；蛄蓄^柜支路不裝投切裝置，故障判定采取手持式絕緣檢測儀裝置。

機柜內(nèi)PDU解決方案以前所謂的直流拉弧實驗

實驗不正確，因為IT設備的負載為開關電源負載，具備軟啟動電路

嚴謹電弧放電實驗結論是：若單臺服務器功率在1200W以下，拉弧基本沒影響機柜內(nèi)PDU解決方案經(jīng)濟型選擇極其安全選擇組合式HVDC應用案例：1、組合式HVDC系統(tǒng)2、電池組以及配件2、列頭柜以及機柜內(nèi)PDU組合式HVDC系統(tǒng)適用于180KW以上負載的應用場景模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應用：每個微模塊集成供電、空調(diào)、機柜等模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應用：每個微模塊集成供電、空調(diào)、機柜等模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應用：每個微模塊集成供電、空調(diào)、機柜等模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應用：HVDC硬件需要重構尺寸太大、無法放進微模塊放進微模塊后，布局、走線麻煩模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應用：HVDC硬件重構＝＋＋綜合配電屏（包含輸入、輸出配電）整流屏電池屏第三部分HVDC發(fā)展趨勢與討論問題一：HVDC產(chǎn)品選型注意事項目前，HVDC設備廠家非常多，產(chǎn)品優(yōu)先關于以下幾點：1、整流模塊的通信方式。一般有RS485、CAN通信兩種。HVDC產(chǎn)品的特殊性，全模塊化設計，系統(tǒng)的可靠性，抗干擾性依賴于通信方式，優(yōu)選CAN通信的HVDC整流模塊設備。2、整流模塊輸入不能含零線輸入。一般三相整流模塊，若有零線輸入，則在三相不平衡時，零線溫度很大，重則引起火災事故，輕者系統(tǒng)跳閘。HVDC衍生的其它常見供電方案一路市電+1路HVDC供電方案，效率98%以上HVDC+12V集中供電方案(HVDC進機柜、12V進服務器)問題二：HVDC發(fā)展趨勢HVDC與鐵鋰電池配合（哈爾濱、內(nèi)蒙將使用336+鐵鋰電池）問題三：HVDC發(fā)展趨勢BUSWAY替代列頭柜問題四：HVDC發(fā)展趨勢現(xiàn)階段IT設備對HVDC支持的情況介紹（均支持直流輸入）問題五：IT設備支持的程度問題六：HVDC標準的制定情況通信行業(yè)標準YDB037-2009<<通信用240V直流供電系統(tǒng)技術要求>>YD/T2378-2011<<通信用240V直流供電系統(tǒng)>>

YD/TB5210-2011<<240V直流供電系統(tǒng)工程技術規(guī)范》YD/Y2555-2013<<通信用240V直流供電系統(tǒng)配電設備>>YD/Y2556-2013<<通信用240V直流供電系統(tǒng)應用維護技術要求>>

中國移動企業(yè)標準《336V開關型整流器》（QB-H-007-2012）《336V直流電源系統(tǒng)》（QB-H-008-2012）《通信用336V直流供電