Экологичное решение для электроснабжения центра обработки данных ИИ

Zhejiang Rockwell Energy Technology Co., Ltd.

Многосценарные решения на основе твердотельных трансформаторов (SST)

1. Отраслевой контекст и болевые точки

1.1 Отраслевой контекст

В эпоху больших моделей ИИ плотность мощности одной стойки центра обработки данных выросла с традиционных 8 кВт до 50–100 кВт и более, а общая электрическая нагрузка увеличивается с десятков до сотен мегаватт. Высокоэффективные, компактные и быстрые в развертывании системы электроснабжения стали ключевым конкурентным преимуществом вычислительной инфраструктуры.

Green AI Data Centre Power Solution

1.2 Четыре болевые точки традиционного электроснабжения центра обработки данных

Проблемная зона	Описание	Физическая первопричина
Протяженная цепь электропитания	10 кВ → низкочастотный трансформатор → 400 В → AC/DC → изолированный DC/DC → 48 В	Пять этапов преобразования, потери на каждом из которых составляют 3%–5%
Узкое место в эффективности	Общий КПД всей цепи составляет всего ~86%	Суммарные потери на множестве этапов
Избыточная занимаемая площадь	Подстанция + ИБП + распределительные щиты, размещенные друг на друге	Низкочастотный трансформатор и множество устройств
Длительное развертывание	Более 12 месяцев строительно-монтажных работ на объекте	Рассредоточенное оборудование, сложная прокладка кабелей

1.3 Традиционная цепь преобразования мощности и цепь SST — физическое различие

Традиционная цепь (5 ступеней преобразования)

Шаг	Оборудование	Потери	Простыми словами
①	Трансформатор промышленной частоты	1%–2%	Понижает напряжение с 10 кВ до 400 В
②	Выпрямитель переменного тока	2%–3%	Преобразует переменный ток в постоянный
③	Изолированный преобразователь DC/DC	2%–3%	Изолированное преобразование постоянного тока
④	Распределительная шина	0.5%	Передача электроэнергии
⑤	Питание на уровне платы	3%–5%	Понижает до напряжения процессора

Общие потери: ~14% по всей цепи, КПД всего ~86%.

Цепь прямого подключения SST (2 ступени)

Этап	Оборудование	Потери	Простыми словами
①	Твердотельный трансформатор SST	1%–2%	Прямое подключение на 10 кВ; трансформация, выпрямление и гальваническая развязка за один этап
②	Питание на уровне платы	3%–5%	Понижение до напряжения ЦП

Общие потери: ~9% по всей цепочке, КПД ≥90,8%.

Физическая первопричина: Прямое подключение SST к среднему напряжению исключает использование трансформатора промышленной частоты и промежуточных стадий преобразования, устраняя потери в 3%–5% на каждой исключенной стадии.

Решение для электроснабжения экологичного центра обработки данных с ИИ

2. Обзор решения и ценностное предложение

2.1 Определение решения (BLUF)

Замена традиционной цепочки "изолированный DC/DC + AC/DC + трансформатор промышленной частоты" на твердотельную систему питания SST обеспечивает:

КПД всей цепочки ≥90,8% (+5%)
Занимаемая площадь сокращена на 65%
Содержание меди сокращено более чем на 90%
Время монтажа сокращено на 75%

2.2 Ключевое ценностное предложение

Параметр ценности	Показатель	в сравнении с традиционными
Эффективность полной цепи	≥90,8%	Традиционные ~86%, +5%
Занимаемая площадь	−65%	Один интегрированный модуль
Содержание меди	−90%+	Прямое подключение на среднем напряжении исключает использование низковольтных сильноточных шин
Время монтажа	−75%	Заводская предварительная сборка и подключение по принципу «включай и работай»
Надежность	Резервирование N+X	Автоматический байпас при отказе одного модуля

3. Архитектура системы

3.1 Топология системы (послойно)

① Подключение среднего напряжения: двухконтурный ввод 10 кВ — с защитой ввода и учетом электроэнергии
② Силовые модули SST (резервирование N+X): 10 кВ переменного тока → шина постоянного тока → выход 400 В / 48 В, с автоматическим обходом при неисправности
③ Уровень распределения: колонный распределитель → стойки — серверы / системы хранения / ИИ-ускорители
④ Уровень управления: мониторинг окружающей среды и управление энергопотреблением

Слой	Состав	Поток мощности	Обоснование проектных решений
① Подключение к сети среднего напряжения	Двухконтурная сеть 10 кВ	Сеть → SST	Резервное питание от двух источников
② Электроснабжение SST	Модули N+X	10 кВ → DC → Нагрузка	Интегрированное преобразование и резервирование
③ Уровень распределения	Распределительные колонки + стойки	DC/AC → Серверы	Локальное распределение для снижения потерь
④ Уровень управления	Мониторинг среды + EMS	Информационный поток	Мониторинг энергоэффективности

3.2 Сравнение с традиционной цепью

Этап	Традиционный	SST	Преимущество
Преобразование напряжения	Трансформатор промышленной частоты + AC/DC + DC/DC	Один блок SST	Исключает 3 ступени преобразования
Архитектура системы питания	Рассредоточенная компоновка	Модульный и интегрированный	Занимаемая площадь −65%
Конструкция	Монтаж на месте	Заводская сборка	Сроки −75%

4. Основное оборудование и технические параметры

Параметр	Значение	Физический смысл
Полный КПД всей цепочки	≥90,8%	Снижает потери на 3 ступенях преобразования
Занимаемая площадь	-65%	Интегрированный модуль
Расход меди	-90%+	Прямое подключение на среднем напряжении
Время монтажа	-75%	Заводская предварительная сборка
Надежность	Резервирование N+X	Автоматический обход при сбое
Класс мощности	Модульность и масштабируемость	Адаптирован для кластеров ИИ

5. Технические преимущества и физические принципы

5.1 Преимущество 1: Более компактная силовая цепь

Физический принцип: каждая ступень преобразования AC/DC или DC/DC сопровождается потерями в 3%–5%. SST объединяет трансформацию, выпрямление и гальваническую развязку в одну ступень, сокращая цепь с пяти ступеней до двух и устраняя эти потери.

Количественное преимущество: повышение эффективности на 5% и значительное снижение PUE.

Решение для питания экологичного центра обработки данных с ИИ

5.2 Преимущество 2: Прямое подключение к среднему напряжению

Физический принцип: традиционный подход требует использования низковольтных сильноточных шин (400 В, тысячи ампер) для передачи мощности, что сопровождается значительными потерями в меди. SST подключается напрямую к сети 10 кВ, передавая мощность при высоком напряжении и низком токе, что приводит к резкому сокращению расхода меди на шины.

Количественное преимущество: сокращение содержания меди более чем на 90%, снижение тепловыделения и уменьшение риска возгорания.

5.3 Преимущество 3: Подключай и работай

Физический принцип: модульная заводская предварительная сборка означает, что на площадке требуется только монтаж и подключение проводов.

Количественное преимущество: сокращение времени монтажа на 75%, что позволяет быстро вводить вычислительные центры с ИИ в эксплуатацию.

6. Экономическое сравнение с традиционным подходом

Статья затрат	Традиционный	SST	Экономия
Строительные работы (занимаемая площадь)	Базовый уровень	−65%	Значительная
Медные материалы	Базовый уровень	−90%	Существенное сокращение затрат на материалы
Электроэнергия (эффективность)	Базовый уровень	+5%	Значительная годовая экономия
Строительство	12 месяцев	3 месяца	Доход от раннего ввода в эксплуатацию

7. Знаковые проекты

Проект	Применение	Ключевые данные
GDS Чунцин	Интеграция накопителей энергии с прямым подключением	Общий КПД 90%
CNPC Куньшань	Зарядная станция	КПД более 95%
Электросеть провинции Гуандун	Гибкое соединение	КПД 98,7%

8. Технические стандарты и соответствие

Стандарт	Область применения
GB 50174	Нормы проектирования центров обработки данных
GB/T 34120	Системы накопления энергии, подключенные к сети
IEC 61850	Связь

9. Поставки и сервисное обслуживание

Заводские предварительно собранные модульные блоки
Монтаж на объекте по принципу «подключи и работай»
Удаленная эксплуатация и техническое обслуживание на протяжении всего жизненного цикла

Развернутое оборудование

Больше

Трансформатор с высоким КПД на твердотельных элементах RWSST 8,5 кВ до 40,5 кВ

Познакомьтесь с серией RWSST SST (840-3360 кВА). Оснащена избыточностью N+3冗余，98%的效率和预制设计适用于数据中心。降低总拥有成本并加快部署速度。查看规格。请允许我纠正上述翻译中的错误，并提供准确的俄语翻译： Познакомьтесь с серией RWSST SST (840-3360 кВА). Особенности: избыточность N+3, эффективность 98% и модульный дизайн для центров обработки данных. Снижение совокупной стоимости владения и ускорение развертывания. Просмотреть спецификации.

RW Energy
Модульные твердотельные трансформаторы для адаптивной интеграции энергии

Изучите твердотельные трансформаторы SST, используя блоки силовой электроники PEBB. Модульная топология для гибкой интеграции напряжения и мощности на различных объектах.

RW Energy
Модульный твердотельный трансформатор для дата-центров на основе технологии PEBB

Высокоэффективный модульный твердотельный трансформатор для центров обработки данных. На основе технологии PEBB, поддерживающий гибкое подключение переменного и постоянного тока с высокой плотностью мощности.

RW Energy

Оставьте свои контактные данные, чтобы получить полную техническую документацию и бесплатную консультацию от наших инженеров

Zhejiang Rockwell Energy Technology Co., Ltd. is an international enterprise specializing in the research, development and manufacturing of recloser controllers, power quality management, power monitoring systems and other high-end power equipment. In today's critical period of global energy transition and power system upgrading, the company has gathered a group of top talents in the fields of power engineering, automation control, software development, etc., who carry the enthusiasm and persistence for the power business, and are committed to overcoming the complex problems in the power system, and promoting the intelligent development of the power industry with innovative technology. Mission: To make global electricity smarter, more reliable and more efficient with innovative technology. Vision: To be the leader in global power intelligence.

Manager

RW Energy

Узнать больше