Page 11 - 电力与能源2024年第二期

邹 坚：柔性互联新型配电系统可靠性研究 151

力供应的不稳定性，特别是在联络线功率波动方 路结构如图 1 所示。
面。随着可再生能源在能源结构中所占比重的逐
渐增加，这一问题变得越加突出。这种波动性可
能会对数据中心各类设施的正常运行与供电构成
威胁。当前的研究主要集中在如何使数据中心最

大化地利用新能源，而在很大程度上忽视了保障
图 1 传统含数据中心的典型交流配网结构
数据中心负荷的安全和可靠供电的重要性。这一
随着数据中心建设项目的不断增加、数据机
领域的研究不应当仅仅聚焦于提高能效和降低能
房通信设备种类的增多，以及供电容量的增大，使
源消耗方面，而更应关注数据中心在面对能源波
用 UPS 供电系统的供电模式，存在结构复杂、安
动时的弹性和稳定性，从而确保数据中心的持续
全性能差、投资成本高、使用效率低、维护及扩展
运行和服务的可靠性，这对于支持关键的信息基
困难等诸多问题，这些因素共同限制了其在现代
础 设 施 和 维 护 社 会 经 济 活 动 的 正 常 运 作 至 关
电力供应中的应用和发展。
重要。
本文主要研究将电能路由器（EER）应用于含 2 接入电力电子变压器后的含有数据中
有数据中心（直流负荷）的交直流混合配网，分别 心的配网结构
分析数据中心在传统交流配网和采用电能路由器
当配网采用电能路由器供电时，针对数据中
配网中的连接方式，以及新型结构在供电可靠性
心负荷，其基本架构如图 2 所示。其中，电能路由
方面的优势，论证电能路由器的优越性及其在未
器基本架构如图 3 所示，包括通信单元、控制单元
来配电网中将发挥的关键作用。
和功率单元。
1 原含有数据中心的配网结构及其对可
靠性的要求

在将数据中心以及园区内新能源整合为数据
中心园区微网时，采用双源双路供电模式外加不
间断电源（UPS），这是一种为数据中心可靠供电
的方式 ［3-5］ 。
近年来，随着电力电子技术的进步和能源互
图 2 含电能路由器和数据中心的负荷配网结构
联网技术的发展，对电能转换与传输的多元化和
灵活性要求日益增加。在这一背景下，人们不仅

追求可控的变压技术，同时也寻求在电网中主动
选择电能传输路径并控制其流向的能力，即实现
电能的路由功能。为此，基于电力电子技术的“电
能路由器”概念应运而生 ［4-5］ 。 电能路由器结合了
信息流和电能流的特点 ［6-7］ ，允许对电网的能量流
进行更为精准和动态的控制，以适应不断变化的

负载需求和能源供应状况，从而增强电网的可靠
性和稳定性，满足具备开放、分享特征的未来电力 图 3 电能路由器基本结构
系统的要求。 （1）通信单元由内部和对外通信接口两部分
传统含数据中心的典型交流配网双路电源电 构成。