2.4 其他

传统数据中心配电系统结构成熟，但同时也存在系统割裂且复杂、占地面积大、故障定位难等问题，如何简化供电架构、减少占地面积、缩短施工周期，是未来数据中心配电发展的趋势。同时，绿色节能、边缘数据中心、智慧配电管理系统对供配电系统提出了新的要求。

（1）预制化

预制模块化配电数据中心是一种预先设计、组装、集成和测试的物理基础设施系统，可作为标准化“即插即用式”模块。配电系统的预制化可以有多种形式。以外观特征区分，可分为集装箱式和底座安装式。集装箱式通常安装在室外，底座安装式直接安装在机房地面。国内数据中心建筑以土建结构为主，配电模块的预制化以机房内安装为主流。根据预制化程度不同，一种预制化方式为一体化模块，将低压配电室单列设备统一预制在底座上，可满足消防通道要求，但需要对建筑结构特殊处理才能满足现场吊装要求，应用场景不具有通用性。另一种预制化方式为拼装式模块，低压侧各配电环节通过预制母排连接，现场进行组装式拼装。当前市场上较前沿的预制化产品为将UPS与输入输出柜模块化，做成标准的1.2MW或1.6MW电力模块。将传统配电环节中的中压配电、变压器、低压配电和高压直流电（HVDC）集成到一起，减少配电环节，一方面节省了占地面积，提升机房利用率，另一方面可以实现快速部署，缩短施工周期。

（2）采用绿色能源

数据中心规模不断加大，其电力消耗也在不断增长。有光伏发电建设需求的数据中心，处理手段主要是在建筑屋顶设置分布式光伏发电，所产电能主要给运维办公区域等一些次要负荷供能，年发电量占全年用电量的比例不到0.1%。如何利用绿色能源给数据中心提供高可靠性电力是限制绿色数据中心发展的一大难题。2019年，国家电网公司提出了“泛在电力物联网”。对于数据中心而言，泛在电力物联网利用先进信息通信技术，对众多的分布式能源进行控制，充分发挥不同区域内分布式能源的互补特性，更好地满足数据中心用户对多种能源的需求。数据中心是典型的交直流负荷并存的高能耗负荷中心，接入绿色能源的数据中心低压配电侧可设置直流配电母线和交流配电母线，分别供给直流设备和交流设备。与传统交流配电相比，交直流配电方案可减少电能变换环节、提高供电效率。

（3）边缘数据中心配电

随着大量5G网络的建设，边缘计算数据中心的爆炸性需求即将到来，数据中心从原来的集中式架构逐步转变为分布式架构。以部署在运营商接入机房内的边缘数据中心为例，现有通信机房的供电资源差异性较大，部分机房甚至会出现只有一路市电的情况，而且部分机房无法配置柴油机，甚至出现异常断电时，备电时长小于移动柴油机到达机房时长，难以满足现有国家标准的评级标准。此外，接入、传输、交换、核心等多种设备供电需求不一致，多种业务对备电时长要求差异较大，备电方案复杂。为应对边缘数据中心对配电架构的挑战，匹配业务融合需求，需要一体化的供配电架构，高度集成不同信息、通信、技术（ICT）设备和交直流电源、制冷、监控等的模块化解决方案是未来的技术趋势。

（4）智慧配电系统

数据中心配电系统运行安全管理以变电站通信网络和系统的国际标准IEC 61850为基础，实现了变电站的工程运作软件化、系统运维预判化以及未来扩展灵活化的使用需求。数据中心采用智慧配电系统方案优势如下：

1）智慧诊断：数据中心智慧配电系统以配电设备为管理对象，基于IEC 61850数字化技术应用实现配电系统底层共享数据信息，综合系统运行工况、设备健康状态、能耗节点分析、通过IT以及人工智能诊断技术提供配电系统预测性设备诊断、专家级运行及运维策略，自动投切系统，有效预防非预期停电损失，减少人工运行维护成本，提高配电系统全生命周期的管理水平。

2）智慧灵动：基于IEC 61850的全站级数字化保护，细化边缘层和设备层故障识别和诊断管理的颗粒度，轻松实现配电系统故障精准定位、迅速隔离故障、100ms内快速恢复系统供电，大大降低设备的伤害，确保配电系统的快速恢复供电，实现专家级配电系统全面保护及管理能力。

3）透明管理：设备健康状态实时监测，关键节点能耗实时跟踪，提供透明可视的决策依据，显著降低设备故障或过负荷带来的非计划停电风险，用科技力量实现精细化管理。

4）专家随行：综合系统运行工况、负荷能耗轨迹、设备健康状态，提供专家级运行策略及智慧运维建议，减少人工经验欠缺带来的系统管理风险。

数据中心智慧配电管理系统打破传统方案信息孤岛的问题，从底层数据库出发，以纵向管理一体化为中心，有机结合综合信息，简化人工管理过程，实现配电系统纵深型智慧管理五大功能：配电系统运行安全管理、配电设备健康诊断、实时专家建议、配电设备能耗优化以及智慧移动运维管理。