HVDC技術(shù)與產(chǎn)品匯報(bào)

1、 HVDC HVDC技術(shù)與產(chǎn)品匯報(bào)技術(shù)與產(chǎn)品匯報(bào) 胥飛飛胥飛飛中恒中恒HVDC已獲榮譽(yù)，正在申請(qǐng)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)已獲榮譽(yù)，正在申請(qǐng)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)中恒電氣：中恒電氣：HVDC國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額 大數(shù)據(jù)時(shí)代，各行各業(yè)建設(shè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，各行各業(yè)建設(shè)IDC機(jī)房，到機(jī)房，到2013年年底年年底HVDC市場(chǎng)占有率中恒電市場(chǎng)占有率中恒電氣接近氣接近50%。目前，中恒參與最大的。目前，中恒參與最大的IDC機(jī)房項(xiàng)目為深圳聯(lián)通坪山數(shù)據(jù)中心，機(jī)房項(xiàng)目為深圳聯(lián)通坪山數(shù)據(jù)中心，1.17萬(wàn)萬(wàn)KW負(fù)載，全部使用中恒負(fù)載，全部使用中恒HVDC。數(shù)據(jù)中心新動(dòng)力：數(shù)據(jù)中心新動(dòng)力：HVDC 替代替代UPS 構(gòu)建高安全可靠、綠色節(jié)

2、能、易維護(hù)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建高安全可靠、綠色節(jié)能、易維護(hù)數(shù)據(jù)中心中電信內(nèi)蒙云信息園、騰訊天津云計(jì)算中心、中移動(dòng)佛山山水?dāng)?shù)據(jù)中心中電信內(nèi)蒙云信息園、騰訊天津云計(jì)算中心、中移動(dòng)佛山山水?dāng)?shù)據(jù)中心第一部分第一部分 國(guó)內(nèi)外研究國(guó)內(nèi)外研究HVDC替代替代UPS的發(fā)展過(guò)程的發(fā)展過(guò)程UPS使用的問(wèn)題（使用的問(wèn)題（UPS是為后端是為后端IT設(shè)備提供不間斷電源）設(shè)備提供不間斷電源）u 整體封閉，難以在線維護(hù)整體封閉，難以在線維護(hù)u 能源變換環(huán)節(jié)多，故障多能源變換環(huán)節(jié)多，故障多u費(fèi)電，效率低，運(yùn)營(yíng)成本高費(fèi)電，效率低，運(yùn)營(yíng)成本高u電池電池有有不能起作用不能起作用的風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn) 案例案例1：深圳某大機(jī)房，約深圳某大機(jī)房，約3萬(wàn)

3、臺(tái)服務(wù)器，一年萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，一年電費(fèi)約電費(fèi)約7000萬(wàn)，僅萬(wàn)，僅UPS給浪費(fèi)掉給浪費(fèi)掉2000多萬(wàn)。浙江華數(shù)小多萬(wàn)。浙江華數(shù)小機(jī)房，每年電費(fèi)機(jī)房，每年電費(fèi)100多萬(wàn)，僅多萬(wàn)，僅UPS浪費(fèi)掉浪費(fèi)掉30多萬(wàn)。多萬(wàn)。 案例案例2：交流設(shè)備使用直流供電可行性分析交流設(shè)備使用直流供電可行性分析法國(guó)整流型法國(guó)整流型AC(rAC)300Vdc供電系統(tǒng)（供電系統(tǒng)（ INTELEC 05 （柏林）（柏林）變換器的輸入電壓變換器的輸入電壓 當(dāng)交流輸入電壓為當(dāng)交流輸入電壓為230V,+10%,-20%時(shí)，則直流輸入時(shí)，則直流輸入電壓為電壓為: Umin=260VDC，Umax=358VDC；2.蓄電池，采用蓄電池，采

4、用26只只12 V蓄電池，額定電壓為蓄電池，額定電壓為12*26=312VDC，Umin=10.3*26=268V，Umax=13.75*26=358V；u 市電正常時(shí)，市電經(jīng)過(guò)市電正常時(shí)，市電經(jīng)過(guò)不控整流不控整流整流后，給后端整流后，給后端IT設(shè)備供電設(shè)備供電u 市電停電時(shí)，電池給后端市電停電時(shí)，電池給后端IT設(shè)備供電，電池配置獨(dú)立的小型離線充電器。設(shè)備供電，電池配置獨(dú)立的小型離線充電器。優(yōu)勢(shì)：電源系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，降低了成本和設(shè)備尺寸。缺點(diǎn)：在實(shí)際商用時(shí)，不含功率因數(shù)校正電網(wǎng)污染、只適優(yōu)勢(shì)：電源系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，降低了成本和設(shè)備尺寸。缺點(diǎn)：在實(shí)際商用時(shí)，不含功率因數(shù)校正電網(wǎng)污染、只適用于單相電供電

5、網(wǎng)絡(luò)，不適合商用。用于單相電供電網(wǎng)絡(luò)，不適合商用。日本日本 270Vdc供電系統(tǒng)（供電系統(tǒng)（ INTELEC 07 （羅馬）（羅馬）u 市電正常時(shí)，市電經(jīng)過(guò)市電正常時(shí)，市電經(jīng)過(guò)不控整流不控整流整流后，經(jīng)過(guò)整流后，經(jīng)過(guò)DC/DC變換器給后端變換器給后端IT設(shè)備供電設(shè)備供電u 市電停電時(shí)，電池經(jīng)過(guò)市電停電時(shí)，電池經(jīng)過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換后給后端轉(zhuǎn)換后給后端IT設(shè)備供電，電池配置獨(dú)立的小型離線充電器。設(shè)備供電，電池配置獨(dú)立的小型離線充電器。優(yōu)勢(shì)：在瑞典的基礎(chǔ)上解決了只適應(yīng)單相電的兼容性問(wèn)題。缺點(diǎn)：在實(shí)際商用時(shí)，仍然不含功率因數(shù)校正電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)：在瑞典的基礎(chǔ)上解決了只適應(yīng)單相電的兼容性問(wèn)題。缺點(diǎn)：在實(shí)際商用時(shí)，

6、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。污染、不適合數(shù)據(jù)中心使用。瑞典瑞典350Vdc供電系統(tǒng)（供電系統(tǒng)（ INTELEC 07 （羅馬）（羅馬）u 在日本和法國(guó)基礎(chǔ)上，由不可控整流改為可控整流在日本和法國(guó)基礎(chǔ)上，由不可控整流改為可控整流，經(jīng)過(guò)，經(jīng)過(guò)AC/DC變換器給后端變換器給后端IT設(shè)備供電設(shè)備供電u 市電停電時(shí)，電池經(jīng)過(guò)市電停電時(shí)，電池經(jīng)過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換后給后端轉(zhuǎn)換后給后端IT設(shè)備供電，電池直接掛母線，設(shè)備供電，電池直接掛母線，取消離線的充電器取消離線的充電器。優(yōu)勢(shì)：解決三相市電兼容問(wèn)題、含功率因數(shù)校正對(duì)電網(wǎng)污染小。缺點(diǎn)：在實(shí)際商用時(shí)，電壓等級(jí)為優(yōu)勢(shì)：解決三相市電兼容問(wèn)題、含功

7、率因數(shù)校正對(duì)電網(wǎng)污染小。缺點(diǎn)：在實(shí)際商用時(shí)，電壓等級(jí)為350V，后端，后端IT設(shè)備設(shè)備需要改制。需要改制。美國(guó)美國(guó) 380Vdc供電系統(tǒng)（供電系統(tǒng)（ INTELEC 07 （羅馬）（羅馬）中國(guó)中國(guó)HVDC供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)u 中國(guó)在國(guó)外優(yōu)秀供電拓?fù)涞幕A(chǔ)上，考慮商用的可行性，電壓等級(jí)上采取中國(guó)在國(guó)外優(yōu)秀供電拓?fù)涞幕A(chǔ)上，考慮商用的可行性，電壓等級(jí)上采取240Vdc 和和 336Vdc 兩種規(guī)格推廣。兩種規(guī)格推廣。含功率因數(shù)校正電路，實(shí)現(xiàn)功率因素含功率因數(shù)校正電路，實(shí)現(xiàn)功率因素0.99，輸出電壓可調(diào)，電壓范圍，輸出電壓可調(diào)，電壓范圍204286Vdc,286400Vdc優(yōu)勢(shì)：解決三相市電兼容問(wèn)題、

8、含功率因數(shù)校正對(duì)電網(wǎng)污染小。優(yōu)勢(shì)：解決三相市電兼容問(wèn)題、含功率因數(shù)校正對(duì)電網(wǎng)污染小。中國(guó)中國(guó)HVDC供電系統(tǒng)（供電系統(tǒng)（240V、336V在國(guó)內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心都已規(guī)模商用在國(guó)內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心都已規(guī)模商用）336的陣地：中移動(dòng)三水?dāng)?shù)據(jù)中心中移動(dòng)呼和浩特?cái)?shù)據(jù)中心中移動(dòng)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(guó)內(nèi)外國(guó)內(nèi)外HVDC供電方案總結(jié)：供電方案總結(jié)： 國(guó)內(nèi)的國(guó)內(nèi)的HVDC供電方案相對(duì)，兼并考慮綠色環(huán)保、節(jié)能可靠、安全供電方案相對(duì)，兼并考慮綠色環(huán)保、節(jié)能可靠、安全易維護(hù)等新一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)要求，易維護(hù)等新一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)要求，HVDC在國(guó)內(nèi)的推廣相對(duì)國(guó)外順利。在國(guó)內(nèi)

9、的推廣相對(duì)國(guó)外順利。 但是，國(guó)內(nèi)在但是，國(guó)內(nèi)在HVDC細(xì)化的配電方案、電壓等級(jí)選取等分行業(yè)、客戶細(xì)化的配電方案、電壓等級(jí)選取等分行業(yè)、客戶群又有所側(cè)重，產(chǎn)品的形態(tài)和組成也呈現(xiàn)行業(yè)的獨(dú)特性。群又有所側(cè)重，產(chǎn)品的形態(tài)和組成也呈現(xiàn)行業(yè)的獨(dú)特性。第二部分第二部分 國(guó)內(nèi)各行業(yè)國(guó)內(nèi)各行業(yè)HVDC產(chǎn)品介紹與應(yīng)用特點(diǎn)產(chǎn)品介紹與應(yīng)用特點(diǎn)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心HVDC集中供電應(yīng)用集中供電應(yīng)用分立式分立式HVDC應(yīng)用案例：應(yīng)用案例：1、分立式、分立式HVDC系統(tǒng)系統(tǒng)2、電池組以及配件、電池組以及配件3、列頭柜以及機(jī)柜內(nèi)、列頭柜以及機(jī)柜內(nèi)PDU分立式分立式HVDC系統(tǒng)適用于系統(tǒng)適用于100KW以上負(fù)載的應(yīng)用場(chǎng)景

10、以上負(fù)載的應(yīng)用場(chǎng)景分立式分立式HVDC應(yīng)用供電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)用供電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?懸浮供電）懸浮供電）HVDC系統(tǒng)（系統(tǒng)（1套不宜超過(guò)套不宜超過(guò)4個(gè)列頭柜）個(gè)列頭柜）直流列頭柜直流列頭柜機(jī)柜內(nèi)直流機(jī)柜內(nèi)直流PDU分立式分立式HVDC電源（電源（240V）：）：最大系統(tǒng)最大系統(tǒng)360KW（1200A），整流屏整流屏180KW（800A） 直流屏直流屏 整流屏（輔）整流屏（輔） 整流屏（主）整流屏（主） 交流配電屏交流配電屏電池熔斷器電池熔斷器負(fù)載分路熔斷器負(fù)載分路熔斷器可翻轉(zhuǎn)有機(jī)玻璃安全防護(hù)可翻轉(zhuǎn)有機(jī)玻璃安全防護(hù)兩路交流輸入塑殼兩路交流輸入塑殼交流輸出分路至整流屏交流輸出分路至整流屏分立式分立式HVDC

11、電源（電源（336V）：）：最大系統(tǒng)最大系統(tǒng)360KW，整流屏整流屏180KW與與240V 不同點(diǎn)不同點(diǎn)1，電，電池分路用組合式熔斷池分路用組合式熔斷器器與與240V 不同點(diǎn)不同點(diǎn)2，負(fù)，負(fù)載分路用斷路器，不載分路用斷路器，不用熔絲用熔絲336V 和和 240V 直流配電不同點(diǎn)直流配電不同點(diǎn)1： 336V 電池組合式開(kāi)關(guān)電池組合式開(kāi)關(guān)（正負(fù)母線能同時(shí)切斷，并能滅?。ㄕ?fù)母線能同時(shí)切斷，并能滅?。?240V 電池熔絲電池熔絲（正負(fù)母線難同時(shí)切斷，單個(gè)熔絲的耐壓為（正負(fù)母線難同時(shí)切斷，單個(gè)熔絲的耐壓為250Vdc）中恒中恒336V 和和 240V 整流模塊不同點(diǎn)整流模塊不同點(diǎn)(外觀、尺寸一致外觀

12、、尺寸一致)：240V 336V 從整流模塊的效率曲線可以看出，從整流模塊的效率曲線可以看出，336V 比比 240V HVDC效率輕負(fù)載高效率輕負(fù)載高1%，半載以上負(fù)載高，半載以上負(fù)載高0.5%業(yè)界業(yè)界效率最高效率最高、功率密度功率密度最大的最大的HVDC整流模塊。整流模塊。效率差別對(duì)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的影響效率差別對(duì)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的影響節(jié)?。娰M(fèi)以每度節(jié)?。娰M(fèi)以每度0.6元計(jì)算）元計(jì)算）效率差異1% 2%10%負(fù)載1年 5年1年5年1年 5年500KW2.628萬(wàn)元13.14萬(wàn)元5.256萬(wàn)元26.28萬(wàn)元26.28萬(wàn)元131.4萬(wàn)元5000KW26.28萬(wàn)元131.4萬(wàn)元52.56萬(wàn)元262.8萬(wàn)元2

13、62.8萬(wàn)元1314萬(wàn)元電池端維護(hù)開(kāi)關(guān)電池端維護(hù)開(kāi)關(guān)若在此處發(fā)生短路。若在此處發(fā)生短路。 電池組電池組 HVDC智能列頭柜智能列頭柜1、240V 與與 336 V 列頭柜均為智能列頭柜，具有輸入（出）列頭柜均為智能列頭柜，具有輸入（出）電壓、電流、電量監(jiān)測(cè)，過(guò)欠壓告警、過(guò)負(fù)載告警等功能電壓、電流、電量監(jiān)測(cè)，過(guò)欠壓告警、過(guò)負(fù)載告警等功能2、建議、建議HVDC與列頭柜選擇同一個(gè)廠家，避免絕緣監(jiān)測(cè)打架問(wèn)題與列頭柜選擇同一個(gè)廠家，避免絕緣監(jiān)測(cè)打架問(wèn)題HVDC與列頭柜絕緣監(jiān)察配合問(wèn)題與列頭柜絕緣監(jiān)察配合問(wèn)題現(xiàn)階段各個(gè)廠家絕緣監(jiān)察的原理都采用現(xiàn)階段各個(gè)廠家絕緣監(jiān)察的原理都采用“投切電阻投切電阻”直流法監(jiān)察

14、。直流法監(jiān)察。若若HVDCHVDC系統(tǒng)投切，列頭柜也投切。若控制不同步，則造成計(jì)量誤系統(tǒng)投切，列頭柜也投切。若控制不同步，則造成計(jì)量誤差，影響判定結(jié)果。差，影響判定結(jié)果。 故建議：故建議：HVDCHVDC、列頭柜選擇同一廠家產(chǎn)品。、列頭柜選擇同一廠家產(chǎn)品。 或列頭柜支路不裝投切裝置，故障判定采取手持式或列頭柜支路不裝投切裝置，故障判定采取手持式絕緣檢測(cè)儀裝置。絕緣檢測(cè)儀裝置。 機(jī)柜內(nèi)機(jī)柜內(nèi)PDU解決方案解決方案以前所謂的直流拉弧實(shí)驗(yàn)以前所謂的直流拉弧實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)不正確，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)不正確，因?yàn)镮T設(shè)備的負(fù)載設(shè)備的負(fù)載為開(kāi)關(guān)電源負(fù)載，具備軟啟動(dòng)電路為開(kāi)關(guān)電源負(fù)載，具備軟啟動(dòng)電路 嚴(yán)謹(jǐn)電弧放電實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)電

15、弧放電實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：若單臺(tái)服務(wù)器功率在結(jié)論是：若單臺(tái)服務(wù)器功率在1200W以下，拉弧以下，拉弧基本沒(méi)影響基本沒(méi)影響機(jī)柜內(nèi)機(jī)柜內(nèi)PDU解決方案解決方案經(jīng)濟(jì)型選擇經(jīng)濟(jì)型選擇極其安全選擇極其安全選擇組合式組合式HVDC應(yīng)用案例：應(yīng)用案例：1、組合式、組合式HVDC系統(tǒng)系統(tǒng)2、電池組以及配件、電池組以及配件2、列頭柜以及機(jī)柜內(nèi)、列頭柜以及機(jī)柜內(nèi)PDU組合式組合式HVDC系統(tǒng)適用于系統(tǒng)適用于180KW以上負(fù)載的應(yīng)用場(chǎng)景以上負(fù)載的應(yīng)用場(chǎng)景模塊化數(shù)據(jù)中心模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：應(yīng)用：每個(gè)微模塊集成供電、空調(diào)、機(jī)柜等每個(gè)微模塊集成供電、空調(diào)、機(jī)柜等模塊化數(shù)據(jù)中心模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：應(yīng)用：每個(gè)微模塊集

16、成供電、空調(diào)、機(jī)柜等每個(gè)微模塊集成供電、空調(diào)、機(jī)柜等模塊化數(shù)據(jù)中心模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：應(yīng)用：每個(gè)微模塊集成供電、空調(diào)、機(jī)柜等每個(gè)微模塊集成供電、空調(diào)、機(jī)柜等模塊化數(shù)據(jù)中心模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：應(yīng)用：HVDC 硬件需要重構(gòu)硬件需要重構(gòu)尺寸太大、無(wú)法放進(jìn)微模塊尺寸太大、無(wú)法放進(jìn)微模塊放進(jìn)微模塊后，布局、走線麻煩放進(jìn)微模塊后，布局、走線麻煩模塊化數(shù)據(jù)中心模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：應(yīng)用：HVDC 硬件重構(gòu)硬件重構(gòu)綜合配電屏（包含輸入、輸出配電）綜合配電屏（包含輸入、輸出配電） 整流屏整流屏 電池屏電池屏第三部分第三部分 HVDC發(fā)展趨勢(shì)與討論發(fā)展趨勢(shì)與討論問(wèn)題一：?jiǎn)栴}一：HVDC產(chǎn)品選

17、型注意事項(xiàng)產(chǎn)品選型注意事項(xiàng)目前，目前，HVDC設(shè)備廠家非常多，產(chǎn)品優(yōu)先關(guān)于以下幾點(diǎn)：設(shè)備廠家非常多，產(chǎn)品優(yōu)先關(guān)于以下幾點(diǎn)：1、整流模塊的通信方式。一般有、整流模塊的通信方式。一般有RS485、CAN通信兩種。通信兩種。HVDC產(chǎn)品的特殊性，全模塊化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的特殊性，全模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的可靠性，抗干擾性依賴于通信方式，優(yōu)選系統(tǒng)的可靠性，抗干擾性依賴于通信方式，優(yōu)選CAN通信的通信的HVDC整流模塊設(shè)備。整流模塊設(shè)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(shí)，零線、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(shí)，零線溫度很大，

18、重則引起火災(zāi)事故，輕者系統(tǒng)跳閘。溫度很大，重則引起火災(zāi)事故，輕者系統(tǒng)跳閘。 HVDC 衍生的其它常見(jiàn)供電方案衍生的其它常見(jiàn)供電方案一路市電一路市電+1路路HVDC供電方案，效率供電方案，效率98%以上以上 HVDC+12V集中供電方案集中供電方案(HVDC進(jìn)機(jī)柜、進(jìn)機(jī)柜、12V進(jìn)服務(wù)器進(jìn)服務(wù)器)問(wèn)題二：?jiǎn)栴}二：HVDC發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì) HVDC與鐵鋰電池配合（哈爾濱、內(nèi)蒙將使用與鐵鋰電池配合（哈爾濱、內(nèi)蒙將使用336+鐵鋰電池）鐵鋰電池）問(wèn)題三：?jiǎn)栴}三：HVDC發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)BUSWAY 替代列頭柜替代列頭柜問(wèn)題四：?jiǎn)栴}四：HVDC發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)階段現(xiàn)階段 IT設(shè)備對(duì)設(shè)備對(duì)HVDC支持的情況介紹（均支持直流輸入）支持的情況介紹（均支持直流輸入）問(wèn)題五：?jiǎn)栴}五：IT設(shè)備支持的程度設(shè)備支持的程度問(wèn)題六：?jiǎn)栴}六：HVDC標(biāo)準(zhǔn)的制定情況標(biāo)準(zhǔn)的制定情況通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YDB 037-2009 YD/T 2378-2011 YD/T B 5210-2011 240V直流供電系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范直流供電系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范 YD/Y 2555-2013 YD/Y 2556-2013 中國(guó)移動(dòng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 336V開(kāi)關(guān)型整流器開(kāi)關(guān)型整流器 （QB-H-007-2012） 336V直流電源系統(tǒng)直流電源系統(tǒng)（QB-H-008-201