优优绿能联合世纪电源网发布800V直流白皮书:从园区混合储能延伸到机柜侧保护

2026-09-02 13:55:21
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AIME

问财摘要

1、世纪电源网与优优绿能及旗下公司深圳市艾格数字能源在ODCC开放数据中心大会上联合发布两份行业技术白皮书,分别是《超越Tier IV:面向下一代AI数据中心的800V直流混合储能架构方案白皮书》和《800V高压直流分频储能与极速故障保护技术方案》。前者从园区能源侧讨论市电、发电机、BESS与800V直流母线如何配合,后者将视角推进到机柜行侧,重点讨论功率波动缓冲和直流故障隔离。
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9月2日,世纪电源网与优优绿能(301590)及旗下公司深圳市艾格数字能源(850101)(AI GRID)在ODCC开放数据中心大会上联合发布《超越Tier IV:面向下一代AI数据中心的800V直流混合储能(885921)架构方案白皮书》和《800V高压直流分频储能(885921)与极速故障保护技术方案》两份行业技术白皮书。前者从园区能源(850101)侧讨论市电、发电机、BESS与800V直流母线如何配合,后者将视角推进到机柜行侧,重点讨论功率波动缓冲和直流故障隔离。两份材料连在一起,形成了从园区供电到DC/DC PowerShelf和GPU负载的完整讨论链路。

世纪电源网参与联合发布,希望把企业方案放进更大的产业背景中讨论:800VDC已经不只是某一款电源产品的电压选择,而是牵动外电接入、储能(885921)配置、机柜配电、直流保护和运维方式的一次系统调整。优优绿能(301590)与艾格数字能源(850101)则结合自身在大功率高压直流电源方面的积累,给出了园区混合储能(885921)和机柜侧保护的具体方案。

随着单机柜功率继续上升,数据中心供电面对的问题已经不只是转换效率。GPU集群的功率变化快,机柜侧需要更短的响应时间;园区侧则受到电网容量、备用电源数量、设备交期和运维成本的约束。优优绿能(301590)此次发布的方案,试图用直流母线、分层储能(885921)和固态保护,把不同时间尺度的问题拆开处理。

从第三方行业进展看,800VDC正在由企业各自探索转向产业协同。Meta(META)、Google和Microsoft等企业正通过OCP推进开放机架、供电架构和相关规范。国内方面,OCP China &(OCTC)及GCC也在联合字节跳动、阿里(BABA)腾讯(K80700)百度(BIDU)以及GPU/xPU厂商推进相关规范。公开资料通常把降低传输电流、减少铜材与线缆用量、减少中间转换环节列为主要价值,同时也把过流保护、维护和安全实践列为仍需完善的环节。这与两份白皮书关注的方向基本一致:800V方案能否落地,不能只看效率,还要看储能(885921)、保护和运维能否一起工作。

▌5MW供电单元引入800V直流母线

《超越Tier IV:面向下一代AI数据中心的800V直流混合储能(885921)架构方案白皮书》将5MW作为标准供电单元。市电和柴油发电机分别经过SiC整流器后接入800V直流母线,BESS通过双向DC/DC变换器连接母线;下游再通过DC/DC PowerShelf向GPU等直流负载供电,通过DC/AC向制冷等交流负载供电。

(图: 800V直流混合储能三层架构)

与传统交流方案相比,这套架构减少了主ATS和集中式交流并机环节。短暂电网事故由BESS接管,发电机启动期间仍由储能(885921)承担负载;停电时间继续延长后,储能(885921)系统触发发电机启动,使其迅速进入75%以上的高功率区间。当发电机输出功率大于算力负载时,BESS通过双向DC/DC吸收富余功率;当发电机输出功率小于算力负载时,BESS再通过双向DC/DC补足功率差额。若发电机容量和剩余电量不足,系统再按照业务优先级暂停部分训练任务,优先保留实时推理、存储和基础设施负载。

《超越Tier IV》白皮书提出,每套5MW单元可由2至3台1MW基准发电机配合BESS运行,而传统对比方案配置6台1MW机组。按照文件中的500MW园区模型,发电机数量可减少50%至67%,核心设备交付周期(883436)由18至36个月缩短到8至10个月。按白皮书测算,该园区十年全生命周期(883436)成本可由7.17亿美元降至4.35亿美元,降幅约39.3%。

(图:500MW AI算力园区十年TCO对比)

这笔账目前还是按方案里的假设算出来的。少配几台发电机之后,关键负载能保住多少、BESS要顶多久,以及电池更换、燃油和土地这些成本怎么取,得等具体项目跑起来才看得清。

▌储能从园区侧向机柜行侧延伸

《800V高压直流分频储能(885921)与极速故障保护技术方案》把重点放到800V母线进入机柜后的动态问题。DC/DC PowerShelf主要承担800V直流到机柜侧低压直流的转换,内部用于长时间支撑的储能(885921)空间有限。母线发生短路或瞬时压降时,输入端电压可能快速下降,触发电源报错或退出运行。

为此,方案采用FoR、MoR与EoR配电,在机柜行侧部署iPDPU智能固态配电及保护单元,并配置超级电容(885886)或积层箔电容模组。800V母线通过低感短支路连接PowerShelf,支路长度约束为3.7米。

图:800V分频储能三级供电架构

图:机柜侧布线与电容模组示意

这套设计按功率波动频率分配任务:1kHz以上的尖峰主要由行间电容模块内的端口薄膜电容衰减;100Hz至1kHz的中高频波动由超级电容(885886)或积层箔电容就地吸收;100Hz以下、尚未进入秒级能量调节的变化交给前端电源自带的PPB处理;秒级及更长周期(883436)的能量变化则由BESS承担。

图:GPU负载四分频治理示意

其目标不是让前端集中电源追踪GPU的全部快速波动,而是把高频变化留在负载附近处理。前端电源看到的功率曲线更平缓,有利于多模块并联均流,也能降低快速负载变化对母线的影响。

▌iPDPU承担微秒级支路隔离

除了功率缓冲,机柜侧方案还把直流故障隔离列为重点。文件提出,iPDPU应在10μs以内完成故障检测和支路隔离。发生短路后,固态器件先切断故障支路,行级电容吸收分断尖峰并为母线提供约200μs的短时支撑,避免故障继续向其他PowerShelf和机柜扩散。

图:iPDPU 10μs故障隔离示意

这项指标能否落地,取决于传感器(885946)、判断逻辑、功率器件关断、浪涌吸收和母线恢复的全链路设计。除了分断时间,还需要关注额定电流、预期短路电流、重复动作能力、保护选择性及故障后的恢复方式。

▌800V竞争进入系统验证阶段

放在当前AIDC供电架构的演进中看,800VDC正在成为面向兆瓦级机柜的重要方向,但它不会在短期内取代所有交流、48V/54V和±400V方案。新建高功率园区需要支持多机架超节点及数以万计的光纤连接,更适合从设施侧规划800V直流骨干;存量机房则可能先从Sidecar、行级电源柜或机柜侧改造入手。未来一段时间,多种电压和配电架构仍会并行存在,项目最终选择取决于机柜功率、既有设施、建设周期(883436)和TCO。

两份文件所强调的分层储能(885921),也符合行业正在出现的另一项变化:储能(885921)不再只是停电后的备用电源,而是供电控制的一部分。园区侧BESS处理分钟级供电和长周期(883436)能量调节,前端PPB承担较慢的功率变化,行级电容吸收GPU产生的快速扰动。不同时间尺度由不同设备承担,可以降低前端并联电(UMC)源持续追踪高频负载的压力。

决定800V方案能否落地的,还包括直流保护。直流系统没有自然过零点,BESS、母线电容、并联电(UMC)源和健康支路都可能在故障初期向短路点供能。保护系统不仅要切得快,还要做到只切故障支路,并让其余母线维持供电。因此,iPDPU的动作时间只是一个指标,接地方式、电弧检测、预充电、能量吸收、上下级选择性和故障恢复同样需要联合设计。iPDPU定位为面向AIDC的专用支路配电与保护单元,方案方计划将相关定义和技术要求贡献给标准组,推动其成为国际通用的支路保护单元。

这也意味着,800V方案的评价标准不能只看某一级电源的峰值效率。储能(885921)容量、母线稳定性、机柜冗余、全负载效率、制冷负载、维护方式和业务调度都要纳入系统边界。DC/DC PowerShelf负责机柜侧的电压转换,iPDPU承担快速支路隔离,分布式电容则补充动态缓冲能力。几个环节的功能应分别描述,不能把故障隔离归因于PowerShelf的冷却方式或功率器件材料。

世纪电源网与优优绿能(301590)、深圳市艾格数字能源(850101)此次联合发布的两份白皮书,把园区供电、800V母线、行级储能(885921)和机柜保护放进了同一套讨论框架,其价值在于把关注点从单台电源延伸到完整供电链路。不过,0ms切换、10μs隔离、3.7米布线、发电机缩减比例和TCO下降等指标,这些数字能不能站得住,最后还得看现场运行表现。

下一阶段,市场关注的重点不会只是“有没有800V产品”,而是谁能拿出长期带载、故障隔离、冗余切换、标准认证和全生命周期(883436)成本的完整证据。能否把这些环节做成可复制、可维护的工程系统,将决定800V直流供电从方案发布走向规模部署的速度。

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