绿色数据中心的供电运行控制和能量管理

柏 晨 ，王念春 ，卓 青

（1.东南大学建筑设计研究院有限公司，南京 210096；2.东南大学电气工程学院，南京 210096；3.苏州西门子电器有限公司，苏州 215129）

近年来全球性环境愈发恶化，能源紧张、气候变暖等问题迫在眉睫，深入适用大型数据中心的供电技术研究，提高数据中心的运行稳定性和节能减排能力是改善经济效益、节约社会资源的迫切需要，建设“绿色数据中心”成为数据中心发展的必然趋势。高压直流HVDC（high voltage direct current）不间断供电源 UPS（uninterruptible power supply）供电技术相比交流UPS供电技术在电能可靠性和能效方面具有更卓越的性能优势，受到国内外专家学者和互联网数据运营商的青睐，在通信领域的应用逐渐广泛。数据中心采用高压直流UPS供电系统，也为分布式新能源的接入提供了便利[2]。

数据中心直流UPS供电系统加入可再生能源后相当于一个直流微网，其重要特点是直流母线电压的变化反映功率的波动，控制母线电压即可维持系统的功率平衡，不存在频率和相位同步等问题，控制策略更加灵活可靠[3～4]。直流微网的运行控制技术主要有分散控制、集中控制以及结合2种控制的分层控制架构[5～6]。在分散控制系统中，各变换器间不需要通信，仅依照一定切换判据对各变换器控制模式作切换。通过中央控制器可实现集中控制，系统运行完全依赖互联通信。文献[7]提出一种层次控制架构，在母线控制层，各模块的变流器根据母线电压自适应模式切换，协调控制系统功率平衡，并在调度管理层对系统整体优化。……