數(shù)據(jù)中心的電從哪兒來？

常規(guī)情況下，數(shù)據(jù)中心主要采用市電配電，一般可靠性要求數(shù)據(jù)中心引入兩路市電電源，每一路市電電源的供電容量，都需要能完全滿足數(shù)據(jù)中心的全部電力需求，兩路電源在負(fù)荷設(shè)備輸入端自動(dòng)切換，正常時(shí)同時(shí)供電運(yùn)行。

一、市電引入過程

發(fā)電廠生產(chǎn)的電能通過由變電所和電力線路組成的電力網(wǎng)，經(jīng)過各級(jí)配電系統(tǒng)提供給電力用戶，最終由用電設(shè)備消耗掉電能。發(fā)電廠、電力線路、變電所、電力用戶組成了電力系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心屬于電力系統(tǒng)中的電力用戶。市電從生產(chǎn)到引入數(shù)據(jù)中心通常要經(jīng)歷生產(chǎn)、輸送、變換和分配等四個(gè)環(huán)節(jié)。

二、市電引入的四個(gè)環(huán)節(jié)

我國發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組輸出額定電壓為3.15～20kV，由于發(fā)電廠多建在一次能源所在地，一般距離數(shù)據(jù)中心較遠(yuǎn)。為了減少線路能耗和壓降，節(jié)約有色金屬和降低線路工程造價(jià)，必須經(jīng)發(fā)電廠中的升壓變電所升壓至35～500 kV，再由高壓輸電線輸送到受電區(qū)域變電所降壓后送到數(shù)據(jù)中心使用。

三、市電引入的電壓等級(jí)

數(shù)據(jù)中心一般根據(jù)需用功率來選擇市電引入電壓，數(shù)據(jù)中心的高壓變配電系統(tǒng)電壓主要根據(jù)用電容量、用電設(shè)備特性、供電距離、供電線路的回路數(shù)、當(dāng)?shù)毓�共電網(wǎng)現(xiàn)狀及其發(fā)展現(xiàn)狀等因素綜合考慮決定。要從供電安全、經(jīng)濟(jì)出發(fā)，根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃、用電性質(zhì)、用電容量、用電方式及當(dāng)?shù)毓╇姉l件等因素，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性對(duì)比后與電網(wǎng)協(xié)商確定供電電壓等級(jí)。

◆小型數(shù)據(jù)中心或局站負(fù)荷在100kW～8000kW時(shí)應(yīng)采用10kV市電引入。

◆當(dāng)數(shù)據(jù)中心或局站負(fù)荷超過8000kW時(shí)可根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏�條件并經(jīng)綜合比較，采用多路10kV市電引入，或采用更高電壓等級(jí)（如：20kV、35kV、110kV等）市電引入。

◆目前的超大型數(shù)據(jù)中心用電負(fù)荷大、功率密度高，所以往往采用35KV、110KV和220KV市電引入。目的是為了提高配電電壓可以提高供電能力、減少土地占用量、減少建設(shè)投資、降低損耗和提高電壓質(zhì)量。

配電電壓的高低取決于供電電壓、用電設(shè)備的電壓，以及配電范圍、負(fù)荷大小和分布情況。對(duì)數(shù)據(jù)中心而言，多采用10kV和35kV配電電壓。10kV系統(tǒng)是當(dāng)前數(shù)據(jù)中心接觸到的最多的高壓變配電系統(tǒng)，相對(duì)而言很少見到6kV系統(tǒng)。

◆10kV系統(tǒng)相比較于6kV系統(tǒng)能夠提供更大的負(fù)荷容量。

◆在配電線路方面，在同樣的輸送功率和輸送距離條件下，配電電壓越高，線路電流越小，因?yàn)榫�路所采用的導(dǎo)線或電纜截面積越小，從而降低線路的初期投資和金屬消耗量，且可減少線路的電能損耗和電壓損耗。

◆在開關(guān)設(shè)備的投資方面，實(shí)際使用的6kV開關(guān)設(shè)備的型號(hào)和規(guī)格與10kV的基本相同，因此在這方面10kV方案不會(huì)比6kV方案增加多少。

◆在供電的安全性和可靠性方面，采用6kV系統(tǒng)和10kV系統(tǒng)差別不大。

◆在適應(yīng)性方面，10kV系統(tǒng)優(yōu)于6kV系統(tǒng)。

對(duì)高壓配電電壓，全國各個(gè)大、中城市根據(jù)自身特點(diǎn)選擇自己的高壓配電電壓等級(jí)。例如，北京采取在城區(qū)逐步取消35kV電壓等級(jí)，保留110kV電壓等級(jí)的方案；天津則逐步取消110kV，保留35kV；上海保留了35kV和110kV電壓等級(jí)，要求不同區(qū)域因地制宜選用兩個(gè)電壓等級(jí)之一。此外， 在我國，20kV正式列入GB/T156-2017。隨著配電電壓的提高，勢(shì)必為數(shù)據(jù)中心提供更多的容量支持，且更為環(huán)保節(jié)能。

四、市電引入方式

常見的市電引入方式通�？煞譃殡p路引入和單路引入兩類。根據(jù)引入的局向、路由等，大致可以分為下列方式。

1.雙站雙路引入：從兩個(gè)獨(dú)立變電站經(jīng)完全不同路由各引入一路專用供電線的方式，兩個(gè)電源進(jìn)線從不同路由引入敷設(shè)或兩個(gè)電源進(jìn)線從同路由引入，不同走線架敷設(shè)，根據(jù)容量可以選擇10KV、35KV或110KV電壓供電。

2. 同站雙路引入：某一變電站兩臺(tái)主變壓器經(jīng)不同路由分別引入一路專用供電線的方式，兩個(gè)電源進(jìn)線同路由，不同走線架敷設(shè)，可以采用中壓油機(jī)或低壓油機(jī)方案。

3. 同站同變雙路引入：從一個(gè)變電站的同一臺(tái)主變壓器經(jīng)不同路由引入兩路專用供電線的方式，兩個(gè)電源進(jìn)線同路由，不同走線架敷設(shè)，這種方式可靠性和經(jīng)濟(jì)性較差。

4. 單路引入方式：從一個(gè)變電站引入一路專用供電線的方式。

五、市電運(yùn)行方式

對(duì)于雙路市電引入的情況，有以下運(yùn)行和備用方式：

1、分供方式：雙路市電同時(shí)供電，并分配給不同的負(fù)載。一般要求總供電容量不超出單路市電額定容量。

2、主備方式：平時(shí)雙路市電同時(shí)在線，但只允許其中一路供電，另一路空載備用；當(dāng)需要時(shí)可通過配電系統(tǒng)切換操作，備路供電。

以上備用方式通常需根據(jù)電力部門要求進(jìn)行協(xié)定，在可能的情況下盡量采用分供方式。

六、市電分類

今天我們了解了數(shù)據(jù)中心市電引入過程、電壓等級(jí)及市電引入的幾種常用方式，希望對(duì)于想快速全面了解數(shù)據(jù)中心各專業(yè)領(lǐng)域的人士有所幫助。