2024ODCC-02007数据中心电能路由器应用白皮书.docx

数据中心电能路由器应用技术报告

数据中心电能路由器应用技术报告

目录

前 言 5

数据中心电能路由器应用技术报告 1

一、范围 1

二、引言 1

三、缩略语和相关术语的名词解释 3

四、电能路由器的发展历程和技术现状 6

（一）交直流混合微电网的演化趋势 6

（二）电能路由器的研究现状 9

五、电能路由器的工作原理和控制策略 12

（一）电能路由器的拓扑架构对比 12

（二）电能路由器的可靠性分析 18

（三）电能路由器的控制策略分类 20

六、电能路由器在数据中心场景下的应用方案 28

（一）数据中心场景下电能路由器融合新能源和储能设备的应用方案 28

（二）数据中心与电力系统融合后多个电能路由器的应用展望 34

七、总结 36

数据中心电能路由器应用技术报告

前 言

随着能源互联网的快速发展，分布式电源和电力负荷的接入变得日益普遍，电能路由器作为能源互联网中的核心设备，其作用日益凸显。电能路由器通过监测各分布式电源、电力负荷等设备的电气参数，判断其运行状态，进而对其进行控制，以实现综合能源的合理利用、优化供电质量和提升电力系统的整体运行效率。因此，对电能路由器的研究不仅有助于推动能源互联网的进一步发展，也有助于提升用电场所特别是数据中心的综合能源利用率。

ODCC始终关注数据中心技术以及创新供配电方案应用的发展，联合相关单位共同编写本白皮书，对数据中心电能路由器和交直流微电网、及其他相关的核心设备的应用现状、需求和当前主流系统应用等方面进行了详细的梳理，以期更进一步推动数据中心电能路由器技术的发展。

数据中心电能路由器应用技术报告

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一、范围

本白皮书的主要讨论范围是单/多端口电能路由器、其依托的交直流混合微电网，以及其配套的光储充等关键设备在数据中心中的应用。

二、引言

近年来，日益枯竭的化石能源无法满足日益增长的电力需求，大量再生能源的接入对电能质量形成与日俱增的挑战，将分布式电源、储能装置、负荷进行结合，并通过可控接口与电网进行连接的成为亟待解决的现实问题。

与此同时，人工智能的迅猛发展和和算力需求的急剧增加，对于超大规模数据中心供配电系统，面临着效率和节地等指标进一步提升的迫切需求。

电能路由器（EER）是一种具有电能变换、控制和通信等综合功能的电力电子变压器，在某些应用场合也称固态变压器（SST），其充分结合了电力电子器件和拓扑，以及分布式高频变压器，最大限度的提高了供配电链路的整体效率和节省了空间，兼备电气隔离、不同电压制式转换，以及无功补偿等功能，既是一种电能变换装置，也是一种电力系统尤其是微电网的能源枢纽，有助于提升整个电力系统的综合能源利用效率，改善用电场所尤其是数据中心的电能质量，节省运营成本和前期投资。EER采用完全电力电子变换的形式和相应的分

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层控制策略，可以完全替代基于以往的工频变压器和低压侧功率变换环节的传统供配电架构，大大缩短了中压交流市电到IT设备负载端的供电链路，提高了空间利用率，同时作为连接光伏、储能等重要设备的枢纽，满足数据中心源网荷储一体化融合的要求。

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三、缩略语和相关术语的名词解释

下面按照字母顺序排列出本白皮书出现的相关英文术语的中文含义，重要概念会展开解释其定义。

BIPV：光伏建筑一体化（BuildingIntegratedPhotoVoltaic）CHB：级联H桥（CascadedHBridge）

CHP：天然气燃料热电联产（Co-generationofHeatandPower）CMC：链式多电平（CascadedMultilevelConverter）

DAB：双线有源桥（DualActiveBridge）

DCL：数字通信链路（DigitalCommunicationLink）

DER：分布式能源（Distributed/DecentralizedEnergyResource）DGI：分布式电网智能（DistributedGridIntelligence）

DR：需求侧响应（DemandResponse）

EER：电能路由器（ElectiricEnergyRouter）是一种可实现能量的多向流动能力和对功率流的主动控制的设备；作为配电网中分布式电源、无功补偿设备、储能设备、负荷等的智能接口，应该在保证电能质量的前提下，灵活地管理区域电网内部及整个配电网中的动态电能。

EMS：能源管理系统（EnergyManagementSystem)，是对园区级数据中心的电能、天然气、蒸汽、冷（热）量、和用水等能源数据进行自