與過去不同憾侮，隨著人類對數(shù)據(jù)資產(chǎn)的重視勋崇，每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中很大一部分將被存儲(chǔ)、處理，海量的數(shù)據(jù)處理需求推動(dòng)承載數(shù)據(jù)與算力的基礎(chǔ)設(shè)施——數(shù)據(jù)中心向大型化乌庶、高密化發(fā)展载庭。

　　新型數(shù)據(jù)中心的“四高”發(fā)展趨勢

　　數(shù)據(jù)中心是算力的物理載體盾摹，數(shù)據(jù)的最終歸屬地仅谍，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基石。隨著數(shù)字產(chǎn)業(yè)的發(fā)展很鸥，各領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)中心的需求也水漲船高憎茂。

　　2021年，工信部發(fā)布了《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》找都，提出足以支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新型數(shù)據(jù)中心唇辨，將具備高技術(shù)廊酣、高算力、高能效赏枚、高安全等四個(gè)特征亡驰。

　　與“四高”相對應(yīng)的，則是數(shù)據(jù)中心單體規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大和單機(jī)柜功率密度不斷增加饿幅。在過去一年新增的數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目中凡辱，超過3000機(jī)柜的大型數(shù)據(jù)中心比比皆是，且單機(jī)柜功率多數(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的2.5KW-4KW栗恩，提升到8KW-16KW以上透乾，部分采用液冷技術(shù)的數(shù)據(jù)中心單機(jī)柜則可以達(dá)到40KW甚至上百千瓦的超高標(biāo)準(zhǔn)。

　　隨著單體數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴(kuò)大磕秤，數(shù)據(jù)中心機(jī)柜算力密度的提升乳乌，大型數(shù)據(jù)中心對電力的需求也將隨之節(jié)節(jié)攀升。如何保障高算力時(shí)代數(shù)據(jù)中心可以獲取穩(wěn)定景姓、安全的電力供應(yīng)赴碘，是作為數(shù)據(jù)中心供能“心臟”的供配電系統(tǒng)正在面臨的前所未有的挑戰(zhàn)。

　　亟需進(jìn)化的“心臟”

　　成本與效率瘫盹，是數(shù)字時(shí)代的生命線鸡视，對于大型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)來說也是如此。而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)在全新的時(shí)代需求下也较，已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出結(jié)構(gòu)過于龐雜酒半，安裝以及運(yùn)維難度大，交付周期長晚乙，能源損耗占比高晨下，占地空間大等系列瓶頸。

　　電力從市電進(jìn)入數(shù)據(jù)中心后筐成，需要經(jīng)過中壓變壓器焊辈、低壓配電柜示谐、輸入輸出配電柜谣皇、UPS電源等，最后進(jìn)入電子信息設(shè)備中轉(zhuǎn)化為算力拔调。在傳統(tǒng)的供配電模式下朴沿，以上各個(gè)環(huán)節(jié)都由獨(dú)立的設(shè)備完成，相互之間缺乏足夠的契合败砂，特別是當(dāng)采用了不同品牌的產(chǎn)品時(shí)赌渣，設(shè)計(jì)選型和安裝難度會(huì)大幅提升，設(shè)備間轉(zhuǎn)換的損耗也難以控制昌犹。

　　獨(dú)立設(shè)備還帶來了供配電整體占地空間的龐大坚芜，并且隨著單機(jī)柜用電密度的提升不斷增加览芳。在單機(jī)柜功率在2.5KW-5KW的情況下，供配電系統(tǒng)占地面積一般為IT設(shè)備占地面積的1/4左右鸿竖；而當(dāng)單機(jī)柜功率提升到8KW左右時(shí)沧竟，供配電系統(tǒng)占地面積將達(dá)到IT設(shè)備占地面積的1/2左右；當(dāng)單機(jī)柜密度提升到16KW缚忧，供配電系統(tǒng)占地面積將與IT設(shè)備占地面積一樣大悟泵。這對于可以用“寸土寸金”來形容的數(shù)據(jù)中心來說，顯然是極大的損失闪水。

　　簡化建設(shè)流程糕非，提升得柜率，成為大規(guī)模數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)建設(shè)必須解決的問題嬉哥，數(shù)據(jù)中心“心臟”的進(jìn)化勢在必行进登。

　　超越極致，深度融合

　　在不斷的創(chuàng)新嘗試中津咒，供配電系統(tǒng)“深度融合”理念逐漸成型敢铲，并已成為當(dāng)前數(shù)據(jù)中心供配電行業(yè)的共識(shí)。

　　所謂深度融合伞买，是通過一體化垮软、模塊化的設(shè)計(jì)方式，將原本獨(dú)立的供配電設(shè)備整合成為一個(gè)整體肯坊。根據(jù)不同類型的方案伊屈，深度融合組件可以包含配電柜、UPS電源诉拔、饋線柜濒勤、監(jiān)控設(shè)備等眾多設(shè)備。

　　通過深度融合方案整合的供配電系統(tǒng)組件之間契合度高增厢，電力轉(zhuǎn)化損耗惺哼搿；用銅排替代線纜拜鹤，減少連接點(diǎn)框冀，提升能效的同時(shí)也提升了系統(tǒng)整體的可靠性；模塊化結(jié)構(gòu)敏簿，大幅降低了運(yùn)維難度明也；預(yù)制化的生產(chǎn)方式簡化現(xiàn)場裝配流程，提升交付速度惯裕。

　　可以說温数，深度融合的供配電解決方案解決了目前數(shù)據(jù)中心供配電面臨的大部分問題。這其中，深度融合帶來最顯著的優(yōu)勢就是體積上的大幅縮小撑刺，業(yè)內(nèi)較為優(yōu)秀的深度融合解決方案鹉胖，占地面積較傳統(tǒng)分散式方案可以減少近半——這意味著機(jī)房得柜率的大幅提升，數(shù)據(jù)中心用地成本也將得到很大的優(yōu)化够傍。

　　當(dāng)然次员，要實(shí)現(xiàn)深度融合，并不是簡單的將供配電設(shè)備裝配在一起王带。這需要?jiǎng)?chuàng)新的設(shè)計(jì)淑蔚，復(fù)雜的測試和精密的裝配，數(shù)據(jù)中心行業(yè)在供配電系統(tǒng)的深度融合上也進(jìn)行了多方向的探索铜那，目前較為主流的技術(shù)手段如下：

　　提升UPS電源設(shè)備的功率密度崔捌，即高密UPS電源方案，也是目前被廣泛采用的方案杉抑。以模塊化UPS電源為例榄陆，在體積不變的情況下，3U高的單模塊功率在搀，在近年來已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)倍的增加剧债，從10年前的25KW，上升到40KW搓纠、50KW昏锨、100KW，甚至有廠商宣傳做到了125kW功率密度世雄。不過度坞，當(dāng)前功率密度的提升已經(jīng)達(dá)到瓶頸，進(jìn)一步提升非常困難寞竭。

　　取消UPS電源輸入点骑、輸出配電柜和開關(guān)，這是一種較為激進(jìn)的方案谍夭。輸入黑滴、輸出柜的主要功能是對單臺(tái)UPS電源進(jìn)行配電和維護(hù)，取消輸入紧索、輸出配電柜和開關(guān)后袁辈，一旦需要維護(hù)就需要整列下電維護(hù)。因此完全取消UPS輸入齐板、輸出配電柜的方案可以在市電十分穩(wěn)定有保障的情況下吵瞻，供配電設(shè)備可靠性極高葛菇，且采用2N架構(gòu)的系統(tǒng)中嘗試甘磨。

　　“隔離開關(guān)+熔斷器”替代框架斷路器（ACB）的方案。配電柜中最主要的部分就是部件眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的ACB济舆，通過對這一設(shè)備的功能拆解和架構(gòu)融合創(chuàng)新卿泽，借鑒在工廠、數(shù)據(jù)中心電池配電間滋觉、光伏電站的成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)挨究，用“隔離開關(guān)+熔斷器”替代ACB功能。因?yàn)楦綦x開關(guān)與熔斷器結(jié)構(gòu)簡單苇赊，體積可控韵慷，在成本與占地方面的優(yōu)勢突出。并且在數(shù)據(jù)中心供電場景實(shí)際應(yīng)用中忠辛，“隔離開關(guān)+熔斷器”這一替代方案在安全性蜀契、壽命、可維護(hù)性方面完全可以替代傳統(tǒng)的ACB哎闻。

　　一體化集中監(jiān)控替代傳統(tǒng)電力儀表方案敏卦，采用電子監(jiān)控卡采集低壓柜的電壓、電流枚林、溫度等信息米鹏，傳遞到集中控制器做統(tǒng)一監(jiān)控，可以減少分散的傳統(tǒng)儀表占據(jù)低壓柜空間郭菜。

　　當(dāng)然栗哥，廠商在采用深度融合方案的時(shí)候，也往往是多種技術(shù)手段融合使用勘伺。

　　隨著算力時(shí)代的開啟等缀，數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大，交付周期越來越短娇昙，部署要求越來越高尺迂，數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)必將隨之進(jìn)化。包括深度融合在內(nèi)的道路還在進(jìn)一步探索之中冒掌，這不僅需要設(shè)備企業(yè)的創(chuàng)新努力噪裕，同樣也需要從企業(yè)到用戶的共同嘗試和推動(dòng)。深度融合理念也將憑借其能耗低股毫、占地小膳音、交付周期短、運(yùn)維便捷等優(yōu)勢铃诬，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供持久祭陷、可靠的澎湃動(dòng)力。