数据中心高压直流UPS供电系统的研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TM76密级：公开UDC：621.3学号：152199数据中心高压直流UPS供电系统的研究研究生姓名：卓青导师姓名：王念春申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称电气工程论文答辩日期2018年6月4日二级学科名称学位授予日期年月日答辩委员会主席王红星评阅人王红星张靖2018年06月硕士学位论文数据中心高压直流UPS供电系统的研究专业名称：电气工程研究生姓名：卓青导师姓名：王念春RESEARCHONDATACENTERHVDCPOWERSUPPLYSYSTEMAThesisSubmittedtoSoutheastUn

2、iversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZHUOQingSupervisedbyProf.WANGNian-chunSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作

3、的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办

4、理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要数据中心的供配电系统作为保障通信服务系统运行工作的基础，是建设数据中心的重点关注问题。高压直流供电系统在通信领域的应用逐渐广泛，但产业链及供电系统各环节技术设备还不成熟，存在安全可靠性、节能环保性方面的缺陷，论文讨论了新技术与直流供电系统结合的可行方案，并针对相关问题进行了具体解决方案的设计。在讨论高压直流供电技术性能优势和可行性的基础上，详细阐述了数据中心高压直流供电系统的各组成环节及系统工作原理。结合电力电子电源技术以及储能技术发展中出现的一些新手段在数据中心供电系统中的应用进行探讨，并设计了一种基于240V高

5、压直流+磷酸铁锂电池的分散式供电架构，以保障系统运行可靠性和提能源资源利用率。针对数据中心高压直流供电系统运行用直流断路器匮乏的现状，首次提出机械开关与单电力电子功率管相组合的混合式断路器在数据中心中的应用方式。借由功率开关管的短时过流能力辅助实现故障电流的分断，断路器拓扑中的限流电感和能量吸收回路保护开关管处于安全工作条件下。混合式直流断路器设计方案以IGBT为固态支路主体，作为压控型电力电子器件驱动容易，许多成熟的驱动芯片可供使用。该直流断路器结构简单、性能良好，合理选择相应容量的IGBT开关管可使生产成本进一步降低。文中对设计混合式直流断路器方案各

6、支路建模，接着对各子模块时序控制分析，仿真验证断路器整体开断性能。文中在配电保护方面设计了直流供电系统的具体绝缘监测方案，并自制了一种单磁芯磁调制漏电流互感器，试验检测其可对mA级直流漏电流准确测量。从数据中心的整体能耗分布入手，阐述了各子系统的能耗管理策略。着重论述了数据中心可再生能源应用研究的机制策略，提出了REUR值优化模型，并归纳了接入绿色能源的数据中心高压直流供电系统运行协调控制方法。鉴于光伏发电的广泛分布且接入高压直流供电系统的便利性，重点研究了太阳能光伏电池模型及其最大功率点追踪控制。关键词：高压直流供电技术，分散式供电架构，混合式直流断路

7、器，直流漏电互感器，绿色数据中心IAbstractAbstractThedatacenterpowersupplyanddistributionsystemservesasthebasisforensuringtheoperationofthecommunicationservicesystemandisakeyconcernfortheconstructionofthedatacenter.Theapplicationofhigh-voltageDCpowersupplysystemsinthefieldofcommunicationshasgradu

8、allybecomewidespread.However,thetechnolo