如今，人类社会已全面进入数字时代，数据产生的速度和规模都在快速增长。据IDC测算，截至2022年，全球累计产生的数据估计为97ZB，而到2025年，全球将累计产生180ZB数据——也就是说，未来三年产生的数据量将超过过去30年的总和。
与过去不同，随着人类对数据资产的重视，每年生成的大部分数据都会被存储和处理，大量的数据处理需求促进了承载数据和计算能力的基础设施——数据中心向大型化、高密度发展。
新数据中心的“四高”发展趋势
数据中心是计算能力的物理媒介，数据的最终归属是数字经济的基石。随着数字产业的发展，各个领域对数据中心的需求也在上升。工信部于2021年发布了《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》，提出了一个能够支持经济和社会数字化转型的新数据中心，它将具有四个特点：高技术、高计算能力、高能效、高安全性。与“四高”相对应的是单个数据中心规模的不断扩大、单个机柜功率密度不断增加。在过去一年新增的数据中心建设项目中，超过3000个机柜的大型数据中心数不胜数，单个机柜的大部分功率已经从传统的2.5KW-4KW提高到8KW-16KW以上，部分采用液冷技术的数据中心单机柜可达到40KW甚至上百KW的超高标准。
随着单个数据中心规模的扩大和数据中心机柜计算率密度的提高，大型数据中心对电力的需求也会逐渐增加。如何保证数据中心在高计算能力时代能够获得稳定安全的电力供应，是数据中心供电系统面临的前所未有的挑战。
急需进化的“心脏”
成本和效率是数字时代的生命线，大型数据中心的建设也是如此。在新时代的需求下，传统的数据中心供电系统逐渐显示出一系列瓶颈，如结构过于复杂、安装和操作难度大、交付周期长、能耗占比高、占地面积大等。电力从市电进入数据中心后，需要经过高压变压器、低压配电柜、输入输出配电箱、UPS等，最后转换成电子信息设备的计算率。在传统的供配电模式中，以上所有环节都是由单独的设备完成的，彼此间缺乏足够的默契。特别是使用不同品牌的产品时，设计选择和安装的难度会大大提高，设备之间转换的损耗也难以控制。
单个设备还带来了巨大的供配电占地空间，随着单个机柜用电密度的提高，空间也在增加。单个机柜的功率为2.5KW-5KW的情况下，供电系统的占地面积一般为IT设备占地面积的1/4左右；当单个机柜的功率增加到8KW左右时，供电系统的占地面积将达到IT设备占地面积的1/2左右；当单个机柜的密度增加到16KW时，供电系统的占地面积将与IT设备的占地面积相同。这显然是对数据中心的巨大损失。数据中心“心脏”的进化势在必行，简化施工流程，提高得柜率，成为大规模数据中心供电系统建设中必须解决的问题。
超越完美，紧密结合
供电系统“紧密结合”的概念在不断创新的尝试中逐步形成，并已成为当前数据中心供配电行业的共识。所谓紧密结合，就是将原本单独的供配电设备整合成一个整体，通过一体化、模块化的设计方法。根据不同类型的方案，紧密结合的部件可以包括配电箱，UPS、馈线柜、监控系统等多种设备。供电系统部件通过紧密结合方案集成，匹配度高，电力转换损耗小；用铜排代替电缆，降低节点，提高能效，提高系统整体稳定性；模块化结构大大降低了运维难度；预制生产方式简化了现场安装流程，提高了交付速度。可以说，深度整合的供配电解决方案解决了目前数据中心供配电面临的大部分问题。其中，紧密结合带来的最显著优势是体积大幅缩小，行业内优秀的深度整合解决方案，与传统的分散解决方案相比，占地面积可以减少近一半——这意味着机房的收集率会大大提高，数据中心的土地使用成本也会大大优化。
当然，为了实现紧密结合，不仅仅是安装配电设备。这需要创新的设计、复杂的测试和精密的安装。数据中心行业也在多方面探索了供电系统的深度融合。目前，主流技术手段如下:
提高UPS设备的功率密度，即高密度UPS方案，是目前广泛使用的方案。例如，在体积不变的前提下，近年来，3U高的单模块功率增长了数倍，从10年前的25KW增长到40KW、50KW、100KW，甚至有厂商宣传达到125kW功率密度。然而，目前功率密度的提高已经到了瓶颈，进一步提高是非常困难的。
取消UPS输入、导出配电箱和开关是一个激进的解决方案。输入和导出柜的主要功能是配电和维护单个UPS。输入和导出配电箱和开关取消后，一旦需要维护，就需要整列下电维护。因此，在市电非常稳定和有保障的前提下，完全取消UPS输入和导出配电箱的解决方案可以在供配电设备中极其可靠，并在2N架构的系统中进行尝试。
取代框架断路器的“隔离开关+熔断器”（ACB）方案。配电箱最重要的部分是组件多、结构复杂的ACB。借鉴工地、数据中心电池配电室、光伏电站的成熟应用经验，利用“隔离开关+保险丝”代替ACB功能，通过拆卸和结构创新该设备的功能和结构。由于隔离开关与保险丝结构紧凑，体积可控，在成本和占用空间方面具有突出的优势。而在数据中心供电场景的实际应用中，“隔离开关+保险丝”的替代方案可以完全替代传统的ACB在安全性、寿命和可扩展性方面。
集中监控取代了传统的电力仪表方案，利用电子监控卡收集低压柜的电压、电流、温度等信息，传达给集中控制器进行统一监控，可以减少传统仪表的零散占用空间。
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