作为数字经济的核心生产力，算力呈快速发展的态势，为数据中心产业带来巨大机遇。同时，算力尤其是智算的发展也对数据中心规划、建设、运维提出了新的要求，作为数据中心运行心脏的供配电系统，其优化创新已迫在眉睫。面对这一情况，业内积极探索创新的供配电解决方案，厂家陆续推出新型融合供电解决方案。
图：华为电力模块3.0可靠性、可维护性见证现场
日前，华为牵头组织了电力模块3.0可靠性技术研讨&现场测试目击，电力模块3.0通过所有测试项目，并获得上海电器科学研究所（集团）有限公司（简称“上电科”）测试报告，证实了电力模块3.0的优秀性能，将加快数据中心对创新型供配电解决方案的大规模应用。
图：上电科电力模块3.0测试报告
直面疑虑，全程见证现场测试
当前，数据中心加快向高算力、高密度、高安全、高技术的方向发展。而传统供配电系统占地面积大、链路效率低、交付困难、运维难度高，这导致IT“得房率”低、能源消耗大、PUE较高、交付效率低、运维风险增加，无法满足数据中心的发展需求。
想要解决这些问题，供配电系统必须进行全面优化升级，通过技术与方案的创新来支撑数据中心发展。华为数据中心能源及关键供电MKT与解决方案销售总经理张帆表示，为满足新时代数据中心供电系统的诉求，华为以安全、极简、绿色、智能理念为指导，打造了电力模块3.0解决方案，在电气保护方案、选择性保护设计、系统可维护性等方面进行了创新。
通过采用“隔离开关+熔断器+软件保护”多级保护方案等，电力模块3.0可节省占地面积40%，交付周期从2月缩短至2周，全链效率高达97.8%，可支持多种智能化运维手段，在iPower智能特性加持下能够实现从被动告警到AI预测性维护转变，提升运维效率，实现安全可靠、高密省地、高效节能及快速部署，契合数据中心对供配电的要求。
然而，华为电力模块3.0以“隔离开关+熔断器”替换了传统断路器，在架构上与传统供配电系统有明显差异，而数据中心最基础的要求便是安全，因此，电力模块3.0是否具备与传统供配电系统同等的保护能力成为讨论焦点。
此外，数据中心的特性是业务连续运行，一旦出现故障需要良好的在线维护能力，电力模块3.0在母排方面的创新能否在不断电的情况下支持整机维护同样是关注重点。
面对疑虑，电力模块3.0对传统供配电系统需要通过实际运行场景的验证以证实可靠性与可维护性，此次技术研讨会也由此而来。
多项极端工况测试，解密高可靠性与高可维护性
为保证测试的严谨性与测试范围的广泛性，此次技术研讨会结合了多种极限工况场景，对电力模块3.0全链路保护能力进行了现场测试。
测试主要分为可靠性目击测试与可维护性目击测试两个环节。可靠性目击测试环节，进行了“UPS 4并机，输出MCCB(630A)短路”“UPS 2并机，输出MCCB(630A)短路”“UPS单机，输出MCCB(400A)短路”“UPS 4并机，功率模块内短路”“UPS 4并机，旁路模块内短路”“UPS单机，旁路模块输出短路”“短时耐受”7项测试。可维护性目击测试，则测试了UPS在线维护能力。通过这8种极限工况的测试，验证了电力模块3.0具备选择性保护与快速故障隔离等安全防护能力。
具体来看，可靠性目击测试环节中，测试1“UPS4并机，输出MCCB(630A)短路”，是为验证电力模块4并机系统，某馈线开关后端短路后，是否可实现故障影响最小范围隔离。
测试1短路点
测试过程中，电力模块系统正常上电，4台UPS并机，为主路逆变输出状态；外接开关柜作为短路装置，操控模拟短路（如上图）。测试记录了MCCB输出的短路电流和4个UPS旁路模块流经过的短路电流情况。
测试1试验示波图
测试1测试结果
试验示波图及测试结果显示，系统进线短路预期电流为50.4kA、实际MCCB输出短路时，UPS逆变转旁路，短路峰值电流上升到26.3kA后，630A MCCB 脱扣断开，旁路熔断器正常，其它部件正常工作。由此可得出结论：旁路熔断器和输出馈线MCCB开关满足短路选择性保护，理论分析和实际测试结果吻合。
测试2“UPS 2并机，输出MCCB(630A)短路”，目的是为验证电力模块2并机系统，某馈线开关后端短路后，是否可实现故障影响最小范围隔离。
测试2短路点
测试过程中，电力模块系统正常上电，2台UPS并机，为主路逆变输出状态；外接开关柜作为短路装置，操控模拟短路（如上图）。测试记录了MCCB输出的短路电流与2个UPS旁路模块流经过的短路电流情况。
测试2试验示波图
测试2测试结果
试验示波图及测试结果显示，系统进线短路预期电流为50.4kA、实际MCCB输出短路时，UPS逆变转旁路，短路峰值电流上升到18.3kA后，630A MCCB脱扣断开，旁路熔断器正常，其它部件正常工作。由此可得出结论：旁路熔断器和输出馈线MCCB开关满足短路选择性保护，理论分析和实际测试结果相符合。
测试3“UPS单机，输出MCCB(400A)短路”测试，是为验证电力模块UPS单机（模拟动力UPS）时，某馈线开关后端短路后，是否可实现故障影响最小范围隔离。
测试3短路点
测试过程中，电力模块系统正常上电，UPS1＃单机静态旁路供电输出状态，断开2#、3#、4#UPS的输入及输出开关；外接开关柜作为短路装置，操控模拟短路（如上图）。测试记录了MCCB输出的短路电流情况。
测试3试验示波图
测试3测试结果
试验示波图及测试结果显示，系统进线短路预期电流为50.4kA、实际MCCB输出短路时，UPS逆变转旁路，短路峰值电流上升到19.9kA后，400A MCCB 脱扣断开，旁路熔断器正常，其它部件正常工作。由此可得出结论：旁路熔断器和输出馈线MCCB开关满足短路选择性保护，理论分析和实际测试结果契合。
测试4“UPS4并机，功率模块内短路”，是为验证电力模块4并机时，某功率模块内短路后，是否可实现故障影响最小范围隔离，以及是否支持热插拔更换故障模块。
测试4短路点
测试过程中，电力模块系统正常上电，UPS4并机为主路逆变输出供电状态；外接开关柜作为短路装置，操控模拟某个功率模块内短路（如上图）。测试记录了故障UPS的短路电流和其它3台UPS的电流。
测试4试验示波图
测试4测试结果
试验示波图及测试结果显示，系统进线短路预期电流为50.4kA、实际功率模块内短路时， 短路峰值电流上升到4.57kA后，故障功率模块的熔断器断开，其它部件正常工作。由此可得出结论：功率模块熔断器和主路输入总熔断器满足短路选择性保护，理论分析和实际测试结果吻合。
测试5“UPS4并机，旁路模块内短路”，是为验证电力模块4并机时，某旁路模块内短路后，是否可实现故障影响最小范围隔离。
测试5短路点
测试过程中，电力模块系统正常上电，UPS4并机为旁路输出供电状态；外接开关柜作为短路装置，操控模拟某个旁路模块内短路（如上图）。测试记录了故障UPS的短路电流和其它3台UPS电流情况。
测试5试验示波图
测试5测试结果
试验示波图及测试结果显示，系统进线短路预期电流为50.4kA、实际某旁路模块内短路故障时，短路电流上升到38.2kA后，故障旁路模块fuse断开，其它正常工作。由此可得出结论：故障UPS旁路FUSE与其它3个旁路FUSE满足选择性保护，理论分析与实际测试吻合。
测试6“UPS单机，旁路模块输出短路”，是为验证电力模块UPS单机时，某旁路模块输出短路后，是否可实现故障影响最小范围隔离。
测试6短路点
测试中，电力模块系统正常上电，UPS单机为旁路输出供电状态；外接开关柜作为短路装置，操控模拟输出柜顶铜排短路（如上图）。测试记录了故障UPS短路电流情况。
测试6试验示波图
测试6测试结果
试验示波图及测试结果显示，系统进线短路预期电流为50.4kA、实际旁路模块输出短路故障时，短路电流上升到33.6kA后，旁路模块fuse断开，进线断路器不跳闸。由此可得出结论：旁路FUSE与进线断路器满足选择性保护，理论分析与实际测试吻合。
测试7“电力模块短时耐受”，是为验证电力模块4并机柜顶铜排短路时，其主铜排是否具备承受短时耐受的能力。
测试7短路点
测试过程中，断开4台UPS的输入及输出开关，进线和维修旁路断路器的脱扣器设为不动作；外接开关柜作为短路装置，操控模拟输出柜顶铜排短路（如上图）。测试记录了短路电流情况。
测试7试验示波图
测试7测试结果
试验示波图及测试结果显示，系统进线短路预期电流为50.4kA、输出主母线短路时，实际短路电流峰值71.1kA，有效值约33.9kA，主母排承受住了短路电流，试验后安规、绝缘、防护均无问题。由此可得出结论：电力模块系统的柜体水平铜排设计方式，能承受住短时耐受电流，没有相关风险。
以上测试，模拟了并机、单机、模块等维度多种极限工况场景，能够从内部到外部，验证整个链路的保护关系。测试结果证明，面对后端短路、UPS短路等，电力模块3.0均能够满足选择性保护要求，实现有效隔离，做到单点故障不会影响整体运行，且短时耐受能力突出，与传统方案相比，具备同样良好的安全可靠性。
可维护性目击测试环节，测试8“UPS在线维护”则以验证电力模块系统在线维护方案有效性为测试目的。
测试8 UPS在线维护
测试过程中，对UPS内柜在线维护、功率模块热插拔、旁路模块热插拔、馈线开关在线维护、支路监控在线维护、集中监控在线维护等均进行了实际验证。
UPS在线维护效果图
测试8测试结果
测试结果显示，在系统正常上电运行情况下，UPS功率、旁路、控制模块均能进行在线维护，并且单台UPS内柜也支持在线维护。由此可得出结论：电力模块系统的UPS柜中柜方案，能够等效实现传统方案的单柜在线维护功能，可有效提升可运维性。
综合来看，上电科实测的八项可靠性、可维护性测试，充分证实电力模块3.0在模块短路故障快速隔离、热插拔维护等性能方面的优势，验证了其具备与传统供配电系统同等的安全可靠性与高效便捷性。
在此基础上，电力模块3.0高密省地、高效节能、快速部署的优势，契合了算力爆发下数据中心对供配电系统的要求，对数据中心而言具备高可用性。在数据中心产业规模快速扩大的当下，电力模块3.0有望进一步扩大市场应用，成为更多数据中心的选择。并且，可以预见的是，伴随着算力发展的需要，如同电力模块3.0这样新的供配电解决方案还将持续发展，以更好地为数据中心提供安全稳定、智能绿色的供电，加快算力有效供给，推动数字经济高质量发展。
热门专题
