800V 直流供电系统架构研究

目前主流的800V直流供电系统架构主要分为3个技术路线。

技术路线1：采用常规变压器将AC10kV转换为AC380V，再经过整流器转换为DC800V。此路线是目前常规的HVDC方案，需要将整流输出的电压由240V提升至800V。

图 AC380V/DC800V直流供电系统（工频变压器）

技术路线2：采用移相变压器将AC10kV转换为AC380V，再经过整流器转换为DC800V。此路线与10kV交流输入的直流不间断电源系统方案架构相同，需要将整流输出的电压由240V提升至800V。

图 AC380V/DC800V直流供电系统（移相变压器）

技术路线3：采用SST将AC10kV转换为DC800V，此路线具备更少的电压转换环节，效率更高，一般作为数据中心800V直流供电的最佳路线。

图 AC10kV/DC800V直流供电系统（固态变压器）

800V直流供电系统配备储能系统（如蓄电池组）与直流母线相连，在市电故障时为数据中心提供不间断的直流电力支持。储能系统的容量需根据数据中心的负载功率、预期后备时间等因素进行计算，确保满足应急供电需求。

在DC800V母线侧通过直流断路器或熔断器等保护装置将电力安全、稳定地输送到各个负载区域。针对不同重要等级的负载，设置独立的配电回路，以提高系统的可靠性和灵活性。例如，将核心服务器、网络设备等关键负载与非关键负载（如照明、空调设备等）分开配电，确保关键负载在应急情况下优先获得电力供应。

利用高效的DC/DC变换器，将DC800V转换为适合服务器等设备使用的低压直流。对于采用DC48V供电的服务器，DC/DC变换器可将800V高压直流转换为稳定的48V直流，为服务器内部的CPU、内存、硬盘等组件供电。这些变换器可采用先进的软开关技术、数字控制技术，提高转换效率，降低开关损耗和电磁干扰。对于可接受DC800V供电的服务器，可以直接从直流母线获取电力，减少中间转换环节，提高能源利用效率。

对于需要交流电源的设备，如部分空调压缩机、监控设备等，可通过 DC/AC 逆变器将直流转换为三相380V或单相220V交流电。逆变器应具备良好的输出电压波形质量、频率稳定性和动态响应能力，确保交流负载的正常运行。服务器也可采用支持直流输入的电源模块，直接从直流母线获取电力，减少中间转换环节，提高能源利用效率。

国内的数据中心一般采用2N系统架构给机房供电，可以两路均采用柔性直流供电系统。服务器适配DC800V（±DC400V）电压等级，内置800V/48V或400V/48V电源模块。其典型系统架构如下图4-4所示。