碳硅融合：智算中心的源网荷储能源新范式

南京南瑞继保电气有限公司 应用背景01 02E电源发展历程 CONTENTS 03技术方案介绍 双碳背景需求 构建以新能源为主体的电力系统是落实国家“双碳”战略的必由之路，需要通过关键技术革新，在保障电网安全的基础上实现能源转型 2023年12月，西北地区新能源装机占比超50%新能源成为“主力电源” 截至2025年5月底，我国风电光伏发电装机突破16亿千瓦，占总装机比重45.7%（超火电） AI电力需求 确着云计算，人工智能，电动乘用车等技术及应用的煤发式增长，数据居中心、直流快速充电站等应用场景中的用电容量不断攀升，传统供电方案存在功率变换环节多、效率低、体积庞大、电压调节能力差等痛点 高耗能与绿电需求困境 智算中心能耗特点 智算中心平均PUE1.5、年利用小时8760，负荷密度瞬间变化量大，可再生能源却呈间歇、波动、逆调峰特性。 传统模式的浪费 传统“市电+UPS”模式造成双重浪费：电网侧为保供预留容量备用，用户侧为安全余双倍配置，导致碳成本年增15%、电费占OPEX60%以上。 局部电网压力 局部电网尖峰负荷被放大30%，传统模式无法满足智算中心的高可靠与低碳需求。 政策解读 1192号文（2025年9月）解决“怎么算账”：建立安容量缴纳输配电费机制，下网电量免系统备用费 政策计费方式 采用“单一容量制”计算模式：月度容（需）量电费三现行政策容（需）量电费+电量电价×平均负荷率×730小时×接入容量 公式双部构成 计费模式转型 费用由现行容量电费与基于虚拟电量的附加部分共同组成，体现固定与变动成本分摊。 由按电量收费转为按接入容量收费，下网电量不再计收电量电费和系统备用费。 核心变量定 虚拟下网电量 电费与接入容量强关联，激励企业优化配置，提升变压器利用率和负荷匹配度 以平均负荷率×730小时×接入容量测算，将潜在用电需求转化为固定成本基准， 应用背景01 02E电源发展历程 CONTENTS 电源发展历程 现有的AIDC电源主要分为UPS、HVDC、巴拿马电源三类，UPS和HVDC应用较多。 1、UPS由整流器、逆变器、蓄电池组和切换开关组成，正常时市电经整流、逆变后供电并为蓄电池充电，市电异常时蓄电池放电，整流或逆变环节故障时通过切换开关旁路供电； 2、HVDC由交流配电模块、整流器、直流配电模块、蓄电池组和监控装置组成，整流器是核心，市电正常时整流后供电并充电，市电敌障时蓄电池供电，省去逆变环节，电源效率更高； 3、巴马电源将10干伏配电等核心环节柔性集成，最早由阿里联合台达开发，本质是高压直流供电形式，通过省略中间环节提升系统效率、减少占地面积，自前主要由阿里大规模部署； 电源发展历程 电源发展历程 在不久前OcP全球峰会上，AI行业巨头英伟达（NVIDIA）正式发布白皮书《8ooVDcArchitectureforNextGenerationAlnfrastructure》，全面描绘了Al厂电力基础设施的下一阶段发展蓝图。8oovDC直流供电架构成为数据中心下一阶段发展的关键技术路径。 电源发展历程 供电技术进化的底层逻辑： 1）随着AI算力需求的增长和高性能GPU的部署，IT负荷功率大幅提升，同时AIDC存在物理空间有限+系统散热问题，迫使供配电功率密度大幅提升，供电系统尚800V/±400V更高压直流系统发展： 2）远期AIDC向GW级发展，进一步提高供电效率+绿电高效接入+提高建设效率+供电与算力分开，SST（固态变压器）等集成供电架构有望成为主流， SST变压器优势 高效率、高功率密度、小型化的高压直流供电系统已成为数据中心、直流配电网、直流快速充电站等应用场景中最受关注和欢迎的解决方案 SST：电力电子变压器（或固态变压器）为上述解决方案的核心设备 效率高，高5%铜量低，少67%占地少，少60% 应用背景0102电源发展历程03技术方案介绍 CONTENTS 园区级电源解决方案 融合新能源发电、储能、电网安全稳定、负荷柔性调控等先进技术，构建1（1个平台）+4（源网荷储4类业务）”总体方案，打造“四个一体化”的管控平台，支撑源网荷储协同运营新机制，实现能源的动态化管理、科学化决策、人性化服务。 打造源网荷储一体化整体解决方案，支撑智算中心“碳硅融合”的技术应用与实践 统一的调度管理 统一的优化调度 统一的生产运营 通过对能源运行全景监测实现对全数据中心名类能源运行的全天候、全方位监控，提升统一管理能力。 实现能源系统控制、运维管理和安全生产等能力，提高对电力能源的穿透力，提升系统综合效率和管理水平。 基于模型和算法分析的结果提供源网荷储优化协同控制，调度管理，保障能源系统的安全、可靠、经济运行。 构建绩效指标考核、生产报表管理、运营成本分析、安全管理等生产运营智能分析实现能源系统科学运营 源网荷储一体化整体方案 全面覆盖发-输-配-用等所有环节，融合传统二次系统与新能源技术的特点，实现电力资源最大化利用、电网稳定运行、设备安全保护，以及系统的易维护和可扩展性。 关键技术一源荷互补特性分析 电源侧：研究新能源、储能以及柴发、燃机等备用电源的调节特性及运行特性曲线负荷侧：研究数据中心GPU服务器、辅控设备等典型负荷的调节特性及运行特性曲线，解决源荷双向互动问题。 应用场景1一独立型新能源电力系统 西藏拉果措锂矿项目 国内直例高海拨离网新能源电力系统，配置200MWp光天+193.7M540MWh松网型储能，给35MW提锂负荷和30MW可调电锅炉负荷供电。 项自采用了基于构网型储能的源网荷储一体化解决方案。以构网型储能为核心支撑，在三道防线框架下，通过多目标、多时间尺度源网何储快速协调控制和优化调度控制，实现了新能源电力系统的安全稳定运行。 应用场景2一弱联系薄弱电网保供电 内蒙古额济纳项目 世界首个广域极高比例新能源电力系统，为实现“主网停电全域绿电不停供”的目标，构建了以25MW构网型储能为核心、源网荷储一体化的新能源电力系统解决方案，首次实现新能源电力系统并离网无缝切换 传统240V/336V架构 全电力电子化，直流替代交流，效率高光诸灵活接入，新能源使用率高 链路短，效率更高，可靠性更高相同尺寸配送容量提升85%，铜量减少67% 案例介绍 已有业绩一±10kV直流场合 嘉兴海宁主动式配电网示范工程（2019年） 苏州同里新能源小镇建设工程二期3x1MW电力电子变压器项目（2019年）2018年国重项目“中低压直流配用电系统关键技术及应用”示范工程国网江苏省电力科学研究院直流配网实验室直流配网系统设备（2020年）浙江杭州大江东柔性直流风光储示范工程一期/二期（2018年/2020年）连云港连岛电力电子变压器工程（2019年） 睦步成峰共越新高 双碳目标是当代电力人新的使命，让我们携手一起挺屑担当，为新能源电力系统建设贡献力量！