AI 供电的未来 重新定义 AI 数据中心供电 Gerald Deboy 博士，英飞凌科技股份公司 PSS 创新实验室院士 Fanny Björk 博士，英飞凌科技股份公司数据中心配电主管 www.infineon.com/wepowerai 2 目录 Adam White 寄语 3 引言 4 一、现代处理器的供电 5 预测一：垂直供电将成为现代处理器的关键技术 5 预测二：服务器主板将采用高压直流供电架构 7 二、AI 服务器机架的供电 12 预测三：AI 服务器机架的功耗将超过 1 兆瓦 12 预测四：AI 的能耗需求将推动电源架的功率等级突破 100 千瓦 13 三、数据中心的整体供电 16 预测五：新一代数据中心的功率需求将迈向吉瓦级规模 16 预测六：配电将从交流系统转向直流微电网 17 预测七：可再生能源将成为满足 已深深融入我们的生活，它势不可挡，正不断拓展 自身的应用和影响范围。英飞凌始终坚持创新，因为 我们深知保持这一创新势头的重要性。当前，业界已 推出许多优秀的解决方案，充分展现了在应对 AI 系统 供电挑战方面的技术实力。然而，前行的征途不能止 步于此，展望未来，我们仍需面对众多技术挑战，同 时还需要持续提升能效与性能。我们还必须确保为 AI 数据中心提供清洁、可靠的电力。毕竟，没有电力，

负荷增加造成配电变压器长期过载及短时 过载问题； 远距离输电造成的低电压问题； 农网覆盖面大， 改造十分困难的问题； 供电用户分散， 改造工程庞大的问题； 用电季节或节假 日特征明显， 改造设备闲 置问题； 台变短时过载， 导致变压器温度过高， 影 响供电的稳定； 分布式光伏的接入， 解决限光弃光问题； 严重的单相负荷， 导致台区的三相不平衡； 新能源接入的限制， 1.1 台区现状及痛 点 老旧台区 乡镇台区 偏远台区 4 具备并网动态扩容能力，可根据实时负荷参数进行对供电回路的有功补偿。 在用电负荷大 ( 重载 ) 时，利用储能电源放电供能，减轻线路和变压器的供电压力； 在用电负荷小 ( 轻载 ) 时，对储能电源进行充电蓄能，保证供电平稳；光伏发电量大 时，利用储能进行消纳，避免变压器过载（新增视情况而定） 设备可灵活配置容量与电量，不因升级改造而新填设备。 设备可灵活配置容量与电量，不因升级改造而新填设备。 台区负荷 分布式储能一体机 动态扩容 1.2 5 供电台区低电压受长距离的输电传输导致线路压降过大，从而引起低电压问题出现；我们 需要在三相分线端口处增加三相补偿装置，通过判断每相的电压把确定设备的补偿功率，缓解 后端大 部分用户的低电压情况；在一些特殊的个别低电压用电户，我们加装单相补偿装置，实 现精准补偿， 彻底解决台区低电压问题。

源网荷储一体化绿色供电园区项目 规划报告 目 录 引 言................................................................................................................................... 5 第一章 规划背景 ......................... ........................................................................................ 22 3.2 风光供电系统................................................................................................. ...................................................................................... 24 3.2.2 风光供电系统规划...............................................................................................

加快新一代光伏、高效光热、多元场景风电等新能源智慧升级，打造新型电源解决方案。 本地清洁电源装机超80%。 超大城市 可靠电网 全市用户年平均供电中断时间小于7.5分钟，建成11个高品质供电引领区，核心区年平均中 断时间小于2.5分钟。获得电力指标全国第一。供电可靠率达99.9986%，综合线损2.07%。 多元路线 新型储能 全面布局电池材料、结构件、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、变流器 “输变配用”全流程贯通 5300公里输电线路、130公里输电管廊 三维建模 输电线路巡视、隐患排查全流程数字化 停电时间 0.13 小时/户，线损率 2.07% 建成 11 个高品质供电引领区，平均停电时间小于2.5 分钟 超 80 万户家庭开通碳账户，累计减碳量约 2.6 万吨 超大城市数字孪生电网平台 可进化 部署极简： 维护极简： 环境适应强，TTM（产品从概念到上 市的周期）短 小时级→分钟级 光储微网 + 绿色可靠数据中心 绿色 高效节能： 高密节地： 全链节碳： 提升供电 / 制冷效率 供电融合高密化 材料可回收 智能 智能营维：人工巡检→AI 远程巡检 智能调优：人工调优→ AI 调优 光储微网 + 新型农业 土壤改良 节水灌溉 作物选育 狼尾草、苜蓿全面覆绿

离，箱变高压侧的负荷开关熔断器实现本储能单元检修和保护的开断，通讯动力 柜内集成了变压器的测控保护、本储能单元变流器和 BMS 的通讯，以及本储能单 元辅助信息的采集，通讯动力柜包含自供电辅助变压器及辅助配电回路，实现本 储能单元的冷却系统辅助供电。 2.5MW 变流升压一体机尺寸为（长*宽*高）：10000*3000*3000mm。变流升 压一体机包含 4 台 625 kW PCS 变流器户外柜（2 台 625kW 120%之内，同时在设定时间内将储能装置同电网断开；当变流器严重过流 时，变流器触发速断保护，立刻并发出相应的报警信息。  负序电流保护 变流器并网运行过程中，电网负序电流超出允许范围时，逆变器停止向电网 供电，并发出相应的报警信息。  负序电压保护 逆变器并网运行过程中，当电网的负序电压超出允许范围时，逆变器停止工 作，并发出相应的报警信息。  孤岛检测保护 11 熔断器组合电器、通讯动力柜于一体的的组合变压器，主要包括干式变压器本 13 ̱ 体、高压室、通讯动力柜。使用于环网供电，双电源供电或终端供电系统中，适 用于各种陆上、池塘及海上光伏、风力发电场。具有供电方式转换方便，运行安 全可靠，体积小，安装快捷，使用安全，操作方便，造型美观、维护方便等优 点。 本项目变压器环氧树脂、整体真空浇注（箔绕线圈采用环氧树脂固封）型

...................27 第 1页 一、概述 1.1 工程概况 M综合体每年耗电量巨大，属于一般工商业供电范畴，执行**的峰谷电价政策，因此，考虑 建设储能系统进行移峰填谷，将商场高峰期用电转移到低谷期，降低商场的用电费用，提高商 场的供电质量。 1.2 标准和规范 《DL/T 527-2002 静态继电保护装置逆变电源技术条件》 《GB/T 13384-2008 1.4.3电能质量与供电连续性 当电网发生偶尔停电时，储能系统可以作为后备电源为用户持续供电。这项功能可以减少 突然停电给一些特定用户造成的不利影响。用户根据自身的特性在快速电源响应、计划停电、 备用电源等多种方式与配置间进行选择与应用。 此外，通过储能系统的安装与应用能够滤除来自电网的扰动，可以作为一种特殊的电能质 量控制装置来改善重要负荷的供电质量。如在敏感负荷的供电系统中，储能可以用于消除电压 并网运行模式是储能系统的常规运行模式，PCC（储能系统与公共电网联络点）开关闭合， 储能与公共电网处于连接状态，继电保护处于并网保护模式，储能电池根据峰谷电价需要进行 储能或放电，各类负荷均处于正常供电状态，储能系统受控于本地 EMS。 并网运行时，储能系统采用 PQ 运行模式。EMS 系统实时判断储能系统工作状态，根据储能 电池容量、系统功率平衡情况、峰谷时间等因素，确定其工作状态。在每天电价处于低谷期时，

.......................................................................................12 3.1 嘉定联东供电概况................................................................................................. 本工程拟在上海临港嘉定联东园区安装一套 3MW/12MWh 磷酸铁锂电池 储能系统，用于嘉定联东园区电力系统的移峰填谷，减缓园区峰时用电压力， 用电习惯引导，节约电费支出。当电网断电时，还可作为园区供电负荷的应急 备用电源，保证重要负荷持续供电，提高了供电系统的稳定性和可靠性。 经对嘉定联东工程现场空间情况的实际勘察，嘉定联东 2 号配电站旁预留 一 间 电 力 储 能 室 ， 电 力 储 能 室 长 16.8 米 ， 储能设备安装区域 根据工程现场实地勘察，嘉定联东园区共有 6 座 10kV/0.4kV 变电站可用于 储能系统接入。400V 侧已预留储能系统接入间隔，每个 10kV/0.4kV 变电站采 用双电源独立供电，400V 侧设置母联开关，每条 400V 母线有 1 个储能 400 接 入点，全园区共有 12 个储能接入点。因此，推荐本工程储能系统采用 400V 多 点接入嘉定联东 400V 配电系统。

业绩广泛：产品遍布全世界 40 多个国家和地区， 各类产品在网运行数量共计约 17 万台 / 套。 电网侧 · 调峰调频调压 · 缓解电力缺口 · 黑启动 · 缓解电网升级 · 电网建设阶段 过渡供电 · 后背电源 二 、储能关键技术及其应用 1 、 储能应用场景分析 用户侧 · 峰谷套利 · 构建微电网 · 后备电源 · 需量管理 发电侧 · 就地消纳 · 平滑出力 · 调频、备用等 100MW/100MWH 湖南长沙储能电站一期示范工程 60MW/120MWh 深圳供电局潭头变电站储能项目 5MW/10MWH 北京怀柔北房储能电站项目 15MW/15MWH 二 、储能关键技术及其应用 4 、 电网侧储能关键技术及其应用 4 、 用 户 侧 储 能 关 键 技 术 及 其 应 用 用户侧储能主要用于构建微电网，提升供电可靠性，用户分时电价管理以及需量电费管 理等。 应用场景 应用类型 应用类型 放电时长 年运行频率 响应时间 分时电价管理 能量型 4h 300 分钟级 需量电费管理 能量型 3h 300 分钟级 提升电能质量 功率型 10min 100 毫秒级 提升供电可靠性 能量型 1h 100 秒级 备用容量 功率型 15min 10 秒级 二 、储能关键技术及其应用 项目 规模 海信空调二期分布式储能项目 0.5MW/1.86MWH 深圳瑞华泰薄膜科技有限公司储能项目

源功率波动。安装储能装置，能够提 供快速的有功支撑，增强电网调频、调峰水平，大幅提高电网接纳可再生能源的水平， 促进可再生能源的集约化开发和利用。3)增加备用容量，提高电网安全稳定性和供电 质量。要保障供电安全，就要求系统具有足够的备用容量。在电力系统遇到大的扰动 时，储能装置可以在瞬时吸收或释放能量，防止系统失稳，恢复正常运行。 电力体制改革的不断深化和能源互联网的兴起使储能技术在电力系统中的应 1#配电房 10kV 侧。 图 2-1 ****储能项目拓扑图 2.1.2 项目周边电网概况 项目所在的****公司由厂区 2#电房 1#变压器、1#电房 3#变压器、1#电 房 4#变压器供电，其容量分别为 800kVA、630kVA、630kVA，总变压器容量为 2060kVA。 ****公司电房现有 10kV 进线两回路，来自 10kV 冈纤线和 10kV 冈和线。 厂区主接线见图 1.1.4.3 配电 系统 集装箱内配电及电能采集，及紧急后备供电。主要包括交流主进线开关、浪 涌保护器、交流支路配电开关、计量仪表、直流保护开关、直流熔断器、UPS 等。 2.5.1.1.1.1.4.4 照明 系统 集装箱内配置常规照明系统，支持箱门打开自动亮灯。同时配置应急照明系 统，独立备用电池供电，系统断电时可替代常规照明系统自动点亮。 2.5.1.1.1.1.4