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 统计算任务转向 AI 工作负载，其能源需求也在急剧上 升。为满足这一持续增长的能源需求，未来的数据中 心将经历深刻的架构变革，并面临更高的质量、能效 与热管理要求。而实现这一切，都离不开创新的电源 管理解决方案。 AI 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 电的解决方案也能同步升级。 在本白皮书中，我们将分享英飞凌对未来 AI 电源管理 发展的若干洞见，探讨架构、质量、效率、热管理以 及能源可及性等方面的变化，将如何塑造这一领域的 未来格局。我们旨在通过分析，帮助读者深入理解这 一持续演进的前沿方向。 借助英飞凌的创新解决方案，迈向更高能效、更具可 持续性的 AI 驱动世界之旅。 Adam White 电源与传感器系统事业部总裁 4 引言 在大型数据中心中，训练日益庞大的

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 电池类型 应用类型 应用场景 锂离子电池 ( 磷酸铁 锂、三 元锂电池、钴 酸锂、钛酸锂等 ) 能量型 / 功率型 水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统 铅酸电池 能量型 能量型 电力系统备用电源、新能源发电储能、军事 / 航海 备 用电源、 UPS 备用电源、应急照明电源 钠硫电池 能量型 大型储能电源系统 液流电池 能量型 大型储能电源系统 镍系电池 能量型 大型储能电源系统 其它 二 、储能关键技术及其应用 2 、储能电池选型 二 、储能关键技术及其应用 3 、大规模储能系统集成化关键技术 储能系统监控和保 护技术 储能电池大容量 集成技术 SM 全桥 SM 全桥 SM 全桥 SM 全桥 N 中性 点 三 、储能系统解决方案 1 、基于配网侧智能微电网的关键技术——储能和多能互补技 术 ◆ 削峰填谷 ◆ 动态增容 ◆ 电源保障 ◆ 无缝切换 ◆ 提高供电可靠 性 13.87 A ow 15M4ua 2.3kw 无线究电 o kw 0.5 A 1 A 风机 三 、储能系统解决方案 2 、基于并网

源网荷储一体化发展现状 01 源网 展现状 荷储一体化发 国家发展改革委、 国家能源局《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》 （发改能源规 〔 2021 〕 280 号） l 通过优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧资源， 以先进技术突破和体制机制创新为支撑， 探索构建源网荷储高度融合 的新型电力系统发展路径，主要包括区域（省）级、市（县）级、园区（居民区）级 “源网荷储一体化”等具体模式。 园区（居民区）级 在工业负荷大 、 新能源条件好的 地 区， 支持分布式电源开发建设和就 近接入消纳， 结合增量配电网等工 作， 开展源网荷储一体化绿色供电 园区建设 区域（省）级 依托区域（省）级电力辅助服务、 中长期和现货市场等体系建设。 充分发挥区域电网的调节作用 ， 落实电源、电力用户、储能、虚拟 电厂参与市场机制。 1 、什么是源网荷储一体化？ 源网荷储一体化发展现状 2 亿千瓦时新能源电量消纳能力。 • 且新能源电量消纳占比不低于整体用电量 50% 。 • 发电容量不低于 1.05 倍负荷。 • 新能源电量消纳占比不低于 40% 。 • 常规电源单独核准 ( 备案 ) 。 • 新能源利用率不低于 90% 。 • 整村开发类项目中的绿电自发自用比例 不低于 50% 。 • 新能源自发自用电量占总可用发电量不低 于 60% ，占总用电量不低于

展的背 景下，VPP 技术发展潜力巨大、市场前景广阔，它的优势正在逐渐凸显： （1）VPP 具有挖掘负荷侧调节、削峰填谷、实现发电用电实施平衡、减轻日益增加的 电网负荷功能的作用，对一些分散的电源资源利用是一种非常好的方式； （2）VPP 可平抑新能源电力的强随机波动性，提升新能源消纳率，对多种分布式能源 进行聚合、优化调控管理，为电网提供调频、调峰等辅助服务。 （3）VPP 能够有效 年 1 月 国家发展 改革委、 国家能源 局 《关于加强电 网调峰储能和 智能化调度能 力建设的指导 意见》 全面推进需求侧资源常态化参与电力系统调 峰。深入挖掘可调节负荷、分布式电源等资 源潜力，支持通过负荷聚合商、虚拟电厂等 主体聚合形成规模化调节能力，推动实施分 钟级、小时级需求响应，应对短时电力供需 紧张和新能源消纳困难问题。 规划型 2024 年 8 月 国家发展 规划型 2025 年 6 月 国建能源 局 《关于组织开 展新型电力系 统建设第一批 试点工作的通 知》 要因地制宜新建或改造一批不同类型的虚拟 电厂，通过聚合分布式电源、可控负荷、储 能等负荷侧各类分散资源并协同优化控制， 充分发挥灵活调节能力。 规划型 数据来源：公开资料，融中研究 1.3.2 宏观经济影响 从宏观经济的视角看虚拟电厂行业，它远不止是技术创新的产物，更是在当前经济增速

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。 转移至电价较低的时段实现，从而在不改变用户行为的前提下，帮助用户降低 整体用电成本。 （3）有利于提高企业用电可靠性 本工程建设储能系统，在平时利用峰谷电价差获取经济效益。同时，储能 系统也可作为电力用户的备用电源，在电网供电不足时或电网故障时向用户供 电，从而提升供电可靠性。 9 （4）符合国家政策 当前国家陆续出台了多项储能政策，推进储能产业的发展。一些地方政府 提出了对储能技术研发、示范工程建设的要求和规划，也有一些从智能电网或

低谷时段将电能储存起来，白天负荷高峰时段再将其释放出来，就能在一定程度上缓解 负荷高峰期的缺电状况，提高系统效率和输配电设备的利用率，延缓新的发电机组和输 电线路的建设，节约大量投资。2)平滑间歇性电源功率波动。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 380V，400kW～6000kW 可接入 6kV～2 0kV。本工程整体容量为 0.5MW 储能系统电站，按容量初步可选择 10kV 电压等级接入。 2.3.2 本储能系统定位 本储能系统属于分布式电源，按分布式电源接入系统设计，接入方式为“并 网不上网”。 2.3.3 接入（并网）点分析 根据现场实际电网情况、发电容量及用户接线情况， 接入（ 并网） 点选择 ********电力设备厂有限公司厂区 BCM 管理单元，1 台 ESMU 管理主机。 3.2.2.2 500kW/1、5MWh 储能系统 BMS 架构图: 3.2.2.3 电池采集管理模块—从控 BMM 通过外部 24V 电源为其提供工作电源，它将采集到的电池电压、电池 温度等信息通过 CAN 总线传输到电池组管理模块 BCM。 1）产品功能 电压采集:采集 18 串电池的单体电压、12 个单体温度; 均衡功能:用主动均衡技术，均衡电流

智能微电网发展新趋势 目录 源网荷储项目发展概况 源网荷储一体化进展情况 依据公开可获得数据，截至 2024 年 12 月，全国已有 30 个省 ( 区、 市 ) 明确了源网荷储一体化建设项目超 450 项，电源总装机超 1 亿千瓦。 源网荷储一体化建设项目排名前十的省份：河南省、青海省、新疆自治 区、浙江省、内蒙古自治区、甘肃省、山西省、广西省、吉林省、河北 省。 50 智能微电网模 式 基于增量配电 业务模式 什么是智能微电网 《“十四五”规划纲要名词解释之 64— 智能微电 网》 : 由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、 监控和保护装置等组成的小型发配电系统，通过采 用先进的互联网及信息技术，实现分布式电源的灵 活、高效应用，同时具备一定的能量管理功能。 一 般来说，智能微电网是规模较小的分散的独立系统， 是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既 AC DC 储能 装置 1 风电 光伏 W m 智能微电网发展演化 提出能源电力系统模式由大基地大 网络为主向与微电网并行转变 明确以消纳可再生能源为主的增量配电网、 微电网和分布式电源的市场主体地位 28 个示范项目 《关于新能源微电网 示范项目名单的通知》 ( 发改能源〔 2017 〕 870 号 ) 《推进并网型微电 网建设试行办法》 ( 发改能源〔 2017

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 机电产品包装通用技术条件》 《GB/T 14537-199 量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》 《GB/T 14598.27-2008 量度继电器和保护装置第 电化学储能系统接入配电网技术规定》 第 2页 《NBT 33016-2014 电化学储能系统接入配电网测试规程》 《GB50054-95 低压配电设计规范》 《GB17478-1998 低压直流电源设备的特性和安全要求》 《GBJ232－82 电气装置安装工程施工及验收规范》 1.3 **峰谷电价情况 M综合体目前执行一般工商业电价，对应的峰谷电价见下表。在7月8月迎峰度夏的季节，会 出 放 电，从而将峰值时段的负荷“迁移”至非峰值时段。 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

区等公共区域 重要机房 第一层 第三层 第二层 2.1 入侵报警系统 2.1 入侵报警系统 被动红外 / 微波双鉴入侵探测器 紧急报警按钮 系统采用总线式传输，报警系统电源采用集中供电方式，在体育馆消防安防控制室、网球馆、 体育场安保值班室分别设置 1 台报警主机，接入智能化专网，实现与视频安防监控、出入口控制等 系统的联动。 吸顶 壁挂 系统应对体育建筑的周 ） 机房配电： UPS 电源系统 UPS 电源系统 弱电机房设置 1 台 40KVA 模块化 UPS ，配备 3 块 20KVA 电源模块， 2 用 1 备。后备时间 1 小时； 消防控制室设置 1 台 20KVAUPS ，后备时间 1 小时； 动力用电 动力用电 照明及辅助用电 照明及辅助用电 本次设计按照机房位置分区对相关设备供电 配电柜总电源开关与消防联动，消防动作时确保 确保 动力电源断电 光线明亮且柔和，适合人们的生理需要，布局合理且操 作方便，为工作人员创造良好的工作环境。 6. 机房工程 电源系统的防护原则，对电源系统的防雷采取多重保护、层层设防的原则。 机房逐极防雷 2. UPS 电源进 线处安装二 级电源防雷 器 1. 总电源进线 处安装一级 电源防雷器 4. PDU 采用防 雷插座 3. 机房 UPS 电 源配电柜安

通过增加一次调频控制、调压控 制等环节，构网控制技术外特性更贴近常规同步机。基于储能变流器构建的虚拟 同步机组（构网型储能），可实现以下功能： 1）可模拟旋转电机外特性，无需锁相环即可实现多电源同步运行，功率自 动分配，为系统提供惯量及短路容量； 2）可提供高性能一次调频、调压、阻尼控制等功能，提升电网频率、电压 以及功角稳定水平。 3）改善系统谐波阻抗特性，减少电网次超同步、中高频振荡风险。 对电池进行充放电控制。支持各种类型的储能元件，不同型号仅控制软件不同。  并网运行模式和孤网运行模式的自由切换 PCS-9567 既可以在并网运行模式下实现与电网的能量双向交换，也可以在孤 网运行模式下作为主电源支撑孤网的运行，两种运行模式可以自由切换。  软并网控制和电能质量控制 控制系统根据在线监测到的电网电压信息，实时准确的控制变流器的输出电 压，能够消除静态和动态误差，实现无冲击并网。此外控制系统内部集成了谐波 异常保护 PCS-9567 储能变流器运行过程中实时监测交流侧并网接触器前后端交流电 压偏差，当电压异常时，逆变器停机，并发出相应的报警信息。  辅助电源保护 PCS-9567 储能变流器运行过程中不断监测辅助电源的状态，当电源故障 时，变流器会保护停机，并发出相应的报警信息。  逆变器过温保护 PCS-9567 储能变流器运行过程中对逆变器温度进行实时监测，当温度过高