电网运营商评估数据中心高压直流供电方案

数据中心开发商与超大规模云服务商正在其最大规模的数据中心内试验800伏直流电（800 VDC）技术。这一方案能够在更小的空间内集成更强的算力，以支撑最新的AI应用运行。此外，800 VDC还能减少电线产生的废热，降低线缆重量，并省去多次交流转直流再转交流所需的设备。

德克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）大负荷工作组（LLWG）目前正在评估如何适配多种800 VDC设施设计方案。数据中心电力基础设施供应商Dimaag于今年4月提出了一套方案，旨在保护电网免受AI负载大幅波动的冲击——AI工作负载可能在每秒内多次从接近零骤升至数百兆瓦，再迅速回落。Dimaag的系统还支持数据中心在电压短暂跌落期间保持并网运行，即业界所称的"低电压穿越"（LVRT）能力。

"电网基础设施并非为AI数据中心的大幅负载振荡以及因电压跌落引发的大负荷脱网而设计。"Dimaag.ai业务发展副总裁萨达·卡梅斯瓦兰（Sadha Kameswaran）表示。

Dimaag的解决方案由电池组与控制软件构成，并与整流器（将交流电转换为直流电的装置）协同工作。该系统部署于电网与AI数据中心之间，能够将直流侧的负载波动与电网隔离，并提供可实时大规模响应需求变化的LVRT支撑，同时减少所需的交直流转换次数。卡梅斯瓦兰表示，超大规模数据中心开发商目前正在对这一方案进行评估。

电力工程师公司（EPE）受Dimaag委托，在模拟数据中心环境中对该技术开展了电力系统研究，评估内容涵盖负载平滑、LVRT合规性、备用电源供给以及需求响应等方面。EPE得出结论，认为这是"应对现代数据中心运营中电能质量与稳定性挑战的有效方案"，并证实Dimaag模块在缓冲直流侧极端功率波动和提供LVRT响应方面表现良好。

"电压穿越是维持发电与负荷平衡的关键所在。"ERCOT首席运营官伍迪·里克森（Woody Rickerson）在数据中心世界大会的一场圆桌讨论中表示。

行业各方也在探索其他帮助大负荷用户接入电网的方式。国家落基山实验室（NLR）已针对ERCOT大型电子负载穿越要求，对ON.energy公司的AI不间断电源系统进行了测试。另一家公司Ramboll则推出了一种类似"减震器"的方案，协助公共事业机构和电网运营商接纳更多可再生能源，同时降低风险、防止停电、提升韧性并压缩开发成本。

Ramboll的创新之一在于解决无功功率问题。无功功率虽不直接做功，但对维持电磁场稳定和电压控制不可或缺。Ramboll研发了一种静止同步补偿器（STATCOM），相较于传统产品增加了更多控制功能，能够检测并抑制电压振荡，将振荡中的能量吸收并转化为可用电力。

上述应对数据中心负载波动的技术探索，正值来自公众与政府的压力持续升温之际。德克萨斯州州长已责令公用事业委员会（PUC）和ERCOT采取措施，保护居民和小型企业用户免受AI数据中心扩张带来的成本转嫁，并要求数据中心自行承担其运营所需新建电力基础设施的费用。

随后，PUC批准了ERCOT提出的大型电力用户（如AI数据中心）并网方案，通过LVRT和负载平滑等条款确保电网可靠性。除承担新建变电站、输电线路及电力电子设备的相关费用外，大负荷客户还被鼓励在本地输电受限时主动削减用电。目前，ERCOT共收到438吉瓦的大负荷并网申请，其中几乎全部来自AI数据中心。

"德克萨斯正在经历一场前所未有的能源变革。"ERCOT总裁兼首席执行官帕布罗·维加斯（Pablo Vegas）在新闻稿中表示，"这一新流程代表着ERCOT管理大负荷并网高速增长方式的根本性转变，为前行提供了清晰透明的路径，在保障德克萨斯电网可靠性的同时，支持该州经济持续增长。"

英伟达、AI超大规模数据中心开发商及其供应链合作伙伴正积极推进800 VDC数据中心的建设计划。英伟达预计，支持其下一代GPU架构的800 VDC设施将于2027年起陆续投入使用。然而，这些企业的推进速度已远超电力行业的准备节奏。

ERCOT素以全美最具前瞻性的电网运营商之一著称。德克萨斯州的太阳能、风能及电池储能系统（BESS）装机规模均居全美之首，但距离全面支持800 VDC仍有相当距离。LLWG目前仍在持续评估相关方案，暂无明确的优选路径。

"只要你认真倾听，外部能提供帮助的解决方案其实有很多。"里克森说道。

Q&A

Q1：800 VDC技术在数据中心应用中有哪些优势？

A：800伏直流电技术能够在更小的物理空间内集成更强的算力，适合运行大规模AI应用。与传统方案相比，它还能减少电线产生的废热，降低线缆重量，并减少交流与直流之间反复转换所需的设备，从而提升整体能效和空间利用率。

Q2：Dimaag的解决方案是如何保护电网稳定性的？

A：Dimaag的系统由电池组和控制软件组成，与整流器协同工作，部署在电网与AI数据中心之间。它能够隔离数据中心直流侧的极端负载波动，防止其冲击电网，同时提供低电压穿越（LVRT）能力，使数据中心在电压短暂跌落时仍能保持并网运行，实现实时大规模需求响应。

Q3：ERCOT对AI数据中心并网有哪些新要求？

A：ERCOT批准了新的大负荷并网方案，要求AI数据中心自行承担新建变电站、输电线路及电力电子设备的费用，同时须具备低电压穿越和负载平滑能力。此外，大负荷客户被鼓励在本地输电受限时主动削减用电。目前ERCOT共收到438吉瓦的并网申请，几乎全部来自AI数据中心。