杭州中恒_高压直流电源(HVDC)的应用-PPT资料
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高压直流HVDC供电系统的发展和应用(国内)ppt课件
2021/6/30
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4、高压直流供电方案的发展特点及优势
4.4、-48V和高压直流的效率比较：
➢ 负载较小时，高压直流系统的效率比-48V系统低。主要是 因为高压直流系统DC/DC 变换器MOSFET 管输出电容充放 电损耗大；
➢ 负载较大时，-48V系统的效率比高压直流系统低。主要是 因为-48V系统的DC/DC 变换器中MOSFET导通电阻上的损耗 和配电电缆上的损耗较大；
a. 由于高压直流供电系统具有供电可靠、能有效节约能源等 优点已经被多数通信电源专业人士接受；
b. 国内对高压直流供电系统的研究和设备研制等工作始自07 年，且快速进展，在不久的将来，高压直流供电方案将首 先在我国IDC机房供电系统中得到应用；
c. 根据高压直流供电系统的特点，在安全性、可靠性和可扩 展性等方面的优势和在通信系统中的应用具有广阔前景；
的功耗），就能达到降低初始投资成本，提高经济效益和节能的目的。
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8、直流供电电压等级与运营成本
➢ 采用不同电压等级的直流供电，其长期运行的线路损耗不同；
➢ 从长期运行角度比较交流与直流运行的经济性，选择恰当的直流电压等级，
现分析交、直流电输送功率的通用公式进行分析如下（cos值取0.9）：
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1、国内IDC机房用高压直流供电方案（技术）研究
d. 近年来，IDC数据中心机房业务发展迅猛，服务器托管需 求激增，而且由于IDC设备电路集成度的增加，其单位功 率密度较常规通信设备的高出很多，甚至高出普通通信 机房的8~10倍；
e. 目前，IDC机房进行供电的主要是交流UPS电源和低压48V直流电源，其中交流UPS电源是主要的供电系统。与 之相比，高压直流供电系统具有扩容方便、可靠性高、 效率高等突出特点，特别对不断增加的高功耗负载，高 压直流供电系统将是一个有发展前途的电流供电的组成
再论高压直流(HVDC )在数据机房的应用
再论高压直流（HVDC ）在数据机房的应用摘要：数据中心首先应用在军事之上，随着社会科技不断发展、进步，逐渐在各个行业中使用，随着人们对数据的飞速增加的需求量，促进了通信行业在数据中心机房的建设压力，但庞大的数据市场，不可预估的数据增长趋势，也极大地刺激了通信行业、互联网行业在数据中心机房投入建设的决心，并付诸行动。
而在数据中心机房的配电系统的建设中，从最初的简单的机械化的UPS 到安全系数高的系统，再逐步发展到高压直流配电系统，仅仅几十年。
传统的UPS 电源，存在初始投资大，后期利用率低、可靠性差、运行能效低和维护困难等明显缺点。
因此，作为UPS 的替代产品—高压直流电源（HVDC）便应运而生，而且越来越受到电源、通信等行业的重视。
关键词：数据机房；UPS供电系统；高压直流供电系统；引言：在本文，从UPS配电系统产生、原理及使用与高压直流配电系统分开叙述，剖析高压直流电源与UPS 电源对比和数据中心配电不同，完全地论述高压直流的应用前景，为进入该行业或有兴趣的读者提供参考。
1、传统的UPS供电系统1.1、传统UPS供电发展不间断电源是随着电子计算机的发展而发展的，由最初纯机械机构逐渐改变成为科技含量高且电子集成的电气设备，不间断电源的历史至今也不过几十年的历史。
在不间断电源（UPS）发展经历了四代：第一代UPS电源—动态UPS：利用机械惯性储能以及电动机、发电机的能量传输机制以提供短时间的不间断供电，这种早期产品体积庞大、造价昂贵、噪声巨大，犹如一个小型电厂。
第二代UPS电源—工频UPS电源机。
工频UPS电源机目前常用于功率较大、用电环境较差的场合。
第三代UPS电源—高频UPS电源机。
高频机的出现进一步提升了功率密度，体积减小了50%，从功能模块上提升了维护性，缩短了MTTR时间，可在数小时内完成修复。
第四代UPS电源—模块化高频UPS电源。
高频机技术的发展为UPS的模块化架构提供了技术可能，结合类似通信电源的模块冗余技术的供电架构，模块化的高频UPS得以实现。
高压直流电源(HVDC)的应用
哪些场合可以使用HVDC？
凡是计算机系统使用LCD显示器的地方都可以使 用HVDC
目前通信机房中交换机使用的是-48V系统，服务 器使用的是UPS
电厂或变电站中，V电源； 计算机系统使用的是UPS
银行、保险、证券公司中通信使用的是 -48V 通信电源，计算机服务器使用的是UPS。证券公 司的大显示屏使用的是24VDC，这个电源也来之 于UPS，同样可以由HVDC直接供电！
UPS的出现，是由于一些重要设备，如航天 控制、医疗仪器、金融系统、计算机、数据 管理系统等，不能断电而产生的。她的诞生， 为信息革命产生了十分重大的影响。也是电 力电子领域划时代的技术突破！
UPS（Uninterrupted Power Supply )工作原理
AC输入 输入 滤波
工频 整流
障，负载仍然停电；而HVDC的电池在输出 端，即使HVDC本身出故障，电池仍然可以 给负载供电，保障不间断供电，所以HVDC 也成为直流不间断电源；
与HVDC相比UPS系统存在的问题
UPS系统并机是交流并联，需要同频、同 相、同电位，并机复杂控制难度大，并机 失败率高，而且，一旦并机失败后会导致 系统瘫痪！ HVDC，并机是直流并联，只有同电位的 问题，控制非常的简单，而且并机失败也 没有严重问题，最多就是“贫富不均” （不均流）！
银行、保险、证券公司的UPS略小于通信行业估 计20亿左右，而且以中小型机为主。主流厂家有 APC、伊顿、艾默生、中达
变电站(以220KV以上站为主）、电厂以中大型 UPS为主，估计市场容量10亿左右。主流厂家有 ABB、西门子、梅兰日兰、伊顿（主要是爱克赛）
与HVDC相比UPS系统存在的问题
UPS系统并联数量上受到限制，一般最多6台并 机，HVDC并机理论上可以做到“无穷大”，一 般可以做到40台并联。
高压直流输电
R 主电路
Id计算公式：
Id U d U d Rd (1)
整流站输送功率：
Pd U d I d
逆变站接受的功率：
(2)
(3)
R 主电路
P d U d I d
直流线损：
P Pd Pd (Ud Ud ) Id I2d R d
谐波及滤波器
直流输电系统中，由于换流器的非线性特性，在 交流系统和直流系统中将出现谐波电压和电流。而 交直流系统间的谐波相互渗透、相互影响，使得谐 波问题的研究变得异常复杂 在一些理想化的假设条件下，换流站网侧的三相电 流和直流侧电压中的谐波，其次数和特性比较规律， 它们统称为特征谐波 对于一个换流桥来说，在交流侧产生pn±1(p为脉 波数，n为正整数)次特征谐波，而在直流侧产生 pn次特征谐波。
偿装置。
交直流系统的相互作用
短路比与有效短路比
交流系统短路容量（ MVA） SCR 直流换流器额定功率（ MW） 交流系统短路容量（ MVA） 容性无功补偿（ MVAr) ESCR 直流换流器额定功率（ MW）
无功问题
Id 3 cos cos Xc Vd 0
与低有效短路比系统有关的问题
作用:
减小注入直流系统的谐波
减小换相失败的几率
防止轻载时直流电流间断 限制直流短路电流峰值 0.27~1.5H (架空线) 12~200mH (电缆线)
参数:
T Xd
R 主电路
滤波器（Filter）
减小注入交、直流系统谐波的设备
种类:
交流滤波器， 直流滤波器
R 主电路
ห้องสมุดไป่ตู้
中恒HVDC高压直流电源系统使用说明书 V
第六章 日常运行维护...........................................................................................................56 6.1 日常维护要点...........................................................................................................56
ZHDCS 系列高压直流电源系统 使用说明书
致用户 尊敬的用户，非常感谢您使用我公司的产品，我们将竭诚为您提供全方位的技术支持和 服务。 在使用本产品前，请详细阅读本说明书。如果您需要获得更多的信息或遇到难以解决的 问题，请按下列信息与本公司的通信用户服务中心联系。服务热线：0571-86699777。
II
第一章 概述
1.1 引言
ZHDCS 系列高压直流电源系统（简称 HVDC 系统）是我司根据多年的研究开发和设备 运行经验，针对通信系统高可靠性、高性能和节能减排要求而设计的新一代电源产品。HVDC 高压直流系统因其具备中间变换环节少、高频滤波体积小、可靠性高、能耗低、可维护性好、 占地面积小、投资成本低等优点，逐步取代传统的 UPS。
目录
第一章 概述.............................................................................................................................1 1.1 引言.............................................................................................................................1 1.2 系统特点.....................................................................................................................1 1.3 系统型号说明.............................................................................................................2 1.4 系统的组成部件.........................................................................................................2 1.5 执行标准.....................................................................................................................3 1.6 使用环境条件......................................................................3
ZHDCS 系列高压直流电源系统 使用说明书
致用户 尊敬的用户，非常感谢您使用我公司的产品，我们将竭诚为您提供全方位的技术支持和 服务。 在使用本产品前，请详细阅读本说明书。如果您需要获得更多的信息或遇到难以解决的 问题，请按下列信息与本公司的通信用户服务中心联系。服务热线：0571-86699777。
II
第一章 概述
1.1 引言
ZHDCS 系列高压直流电源系统（简称 HVDC 系统）是我司根据多年的研究开发和设备 运行经验，针对通信系统高可靠性、高性能和节能减排要求而设计的新一代电源产品。HVDC 高压直流系统因其具备中间变换环节少、高频滤波体积小、可靠性高、能耗低、可维护性好、 占地面积小、投资成本低等优点，逐步取代传统的 UPS。
目录
第一章 概述.............................................................................................................................1 1.1 引言.............................................................................................................................1 1.2 系统特点.....................................................................................................................1 1.3 系统型号说明.............................................................................................................2 1.4 系统的组成部件.........................................................................................................2 1.5 执行标准.....................................................................................................................3 1.6 使用环境条件......................................................................3
中恒-高压直流远供技术资料
高压直流远供技术资料第一章系统设计原理将宏基站内已有的直流-48V基础通信电源经局端电源设备升压为直流280V(可调)，通过电缆线或复合光缆将直流280V传送至远端，远端侧安装降压电源，将直流280V降压至48V，给通信设备供电。
下图为整个电源系统的供电原理框图：本方案中所用的直流电源采用中达电通股份有限公司产品。
第二章设计方案说明DCS直流远供电源系统是采用280V/900W DC-DC模块组成，系统可以嵌入式或壁挂式，嵌入式配置5台DC-DC模块，容量为280V/4500W；壁挂式配置3台DC-DC模块，容量为280V/2700W。
根据客户要求系统最大可以配置12台DC-DC 远供模块，提供稳定可靠的直流电源给负载设备。
2.1标准19〞嵌入式远供电源标准嵌入式结构高度为3U，由3个抽屉式的SHELF构成，每个SHELF可放置2台DCM900 DC-DC模块共5台，用1个监控模块完成系统的侦测控制。
直流输入和输出配电设计在机框的左侧，详见下图。
背面2.1.1系统组成系统组成：直流输入配电单元、高压直流配电单元、DC-DC模块、监控模块及相关辅件。
机箱尺寸（宽深高mm）：482×400×133（133mm为3U高），后面接线，前后面维护。
系统容量：48V转280V/3A整流模块5个，最大容量15A系统标配： 1路48V直流输入、2路280V直流输出（空开）、配输出防雷2.1.2技术指标（1）直流输入；输入电压范围： 40 ~ 58Vdc输入方式：一路输入，采用断路器保护（2）直流输出输出电压范围： -225V～-360V输出容量： 4500W (标准配置)负载分路:10A/2P×2路直流型空气开关。
2.2壁挂式远供电源箱体尺寸（宽深高mm）：450×200×400可放置3台DCM900 DC-DC模块，用1个监控模块完成系统的侦测控制。
外观见下图。
高压直流输电系统PPT课件
交流必然三相切除，直流则可降压运行，且大都能取得 成功。
（3）过负荷能力
通常，交流输电线路具有较高的持续运行能力，受发热
条件限制的允许最大连续电流比正常输送功率大得多， 其最大输送容量往往受稳定极限控制。
直流线路也有一定的过负荷能力，受制约的往往是换流
站。通常分2h过负荷能力、10s过负荷能力和固有过负荷 能力等。前两者葛上直流工程分别为10％和25％，后者 视环境温度而异。
以下是维持高功率因数的几个原因：
在给定变压器和阀的电流和电压额定值的 条件下，使换流器的额定功率尽可能高；
减轻阀上的应力； 使换流器所连接的交流系统中设备的损耗
和电流额定最小； 在负荷增加时，使交流终端的电压降最小； 使供给换流器的无功功率费用最小。
控制特性
图4.1.2 理想的稳态伏安特性（Vd是在整流器上测量的值；
当电压降低时，也会面临换相失败和电压不稳定的风险。 这些和低电压条件下的运行状况有关的问题可通过引入 “依赖于电压的电流指令限制”（VDCOL）来防止。当 电压降低到预定值以下时，这个限制降低了最大容许直流 电流。VDCOL特性曲线可能是交流换相电压或直流电压 的函数。图示出了这两种类型的VDCOL。
Id
Vdorcos Vdoi cos Rcr RLRci
Pdr VdrId
P di VdiIdP drRLId 2
图3.1.1 HVDC输电联络线 （a）示意图；（b）等值电路；（c）电压分布。
高压直流系统通过控制整流器和逆变器的 内电势（Vdorcosα）和（Vdoicosγ）来控制 线路上任一点的直流电压以及线路电流 （或功率）。这是通过控制阀的栅／门极 的触发角或通过切换换流变压器抽头以控 制交流电压来完成的。
（3）过负荷能力
通常，交流输电线路具有较高的持续运行能力，受发热
条件限制的允许最大连续电流比正常输送功率大得多， 其最大输送容量往往受稳定极限控制。
直流线路也有一定的过负荷能力，受制约的往往是换流
站。通常分2h过负荷能力、10s过负荷能力和固有过负荷 能力等。前两者葛上直流工程分别为10％和25％，后者 视环境温度而异。
以下是维持高功率因数的几个原因：
在给定变压器和阀的电流和电压额定值的 条件下，使换流器的额定功率尽可能高；
减轻阀上的应力； 使换流器所连接的交流系统中设备的损耗
和电流额定最小； 在负荷增加时，使交流终端的电压降最小； 使供给换流器的无功功率费用最小。
控制特性
图4.1.2 理想的稳态伏安特性（Vd是在整流器上测量的值；
当电压降低时，也会面临换相失败和电压不稳定的风险。 这些和低电压条件下的运行状况有关的问题可通过引入 “依赖于电压的电流指令限制”（VDCOL）来防止。当 电压降低到预定值以下时，这个限制降低了最大容许直流 电流。VDCOL特性曲线可能是交流换相电压或直流电压 的函数。图示出了这两种类型的VDCOL。
Id
Vdorcos Vdoi cos Rcr RLRci
Pdr VdrId
P di VdiIdP drRLId 2
图3.1.1 HVDC输电联络线 （a）示意图；（b）等值电路；（c）电压分布。
高压直流系统通过控制整流器和逆变器的 内电势（Vdorcosα）和（Vdoicosγ）来控制 线路上任一点的直流电压以及线路电流 （或功率）。这是通过控制阀的栅／门极 的触发角或通过切换换流变压器抽头以控 制交流电压来完成的。
高压直流输电控制课件
培训与演练
对高压直流输电系统的操 作人员进行培训和演练， 提高其应对故障的能力和 水平。
06 高压直流输电的未来发展 与挑战
技术发展趋势
更高电压等级
随着技术的进步，高压直流输电 系统的电压等级将进一步提高， 以实现更远距离、更大容量的电
力传输。
柔性直流输电技术
柔性直流输电技术以其独特的可 控性和灵活性，将在未来高压直
详细描述
高压直流输电是将直流电能从电源侧通过换流站传送到受端 的过程，其传输容量大、电压等级高，能够实现远距离、大 容量的电力传输，且传输过程中电能损耗较低，稳定性较好 。
高压直流输电的应用场景
总结词
高压直流输电适用于大规模、远距离的电力传输，尤其适用于海底电缆、城市 供电等场景。
详细描述
由于高压直流输电具有稳定、高效、灵活等优点，因此广泛应用于海底电缆、 城市供电、可再生能源并网等场景，能够满足不同地区、不同用户的电力需求 。
控和操作。
控制系统功能
自动控制
远程监控
根据预设的控制策略，自动调节高压直流 输电系统的运行状态，确保系统稳定、安 全、经济运行。
通过通讯设备接收上层调度系统的指令， 远程监控高压直流输电系统的运行状态， 并进行相应的操作。
故障诊断
优化调度
根据传感器反馈的运行数据，对高压直流 输电系统进行故障诊断，及时发现并处理 系统中的异常情况。
智能化与自动化
高压直流输电系统的控制将更加智能化和自动化，能够更好地应对复 杂多变的运行环境和条件，提高电力传输的可靠性和稳定性。
感谢您的观看
THANKS
传感器实时监测高压直流输电 系统的运行状态，并将数据反 馈给控制器，形成闭环控制。
通过通讯设备，控制系统与上 层调度系统进行信息交互，实 现远程监控和操作。
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通信产品
中恒室内通信电源系统凭借 其优秀的内在品质、稳定可靠的 性能及优质的产品服务，已成为 通信行业和铁路、电力等领域通 信电源的重要供应商之一
通信产品
为适应移动通信的发 展，中恒推出了集配电、直 流电源、温度调节、动力及 环境监控等一体化组合设计 的室外通信电源系统。
主要资质
• 全国电网建设与改造所需产品选型厂推荐企业；
通信：浙江移动、江苏移动、福建移动、四川联通、浙江电信、江苏电信、重庆联通等 电力：国电北仑电厂、国电宁海电厂、国电泰州电厂、上海外高桥电厂、大唐乌沙山电 厂、华电宿州电厂、中国原子能研究院游泳池反应堆项目、秦山核电站、宝兰二线铁路、 京沪铁路、塔吉克斯坦变电站、印度电厂、越南西山水电站及30多个国内500KV变电站
为断路器分合闸及二次回路中 的继电保护、微机保护等综合 自动化设备和故障照明等负载 提供直流电
为室外基站、直放站、射频拉 远等室外设备提供直流电
为室内电信设备、计算 机、主控设备等负载提 供直流电
应用 环境
发电、输变电、配电、用电环 节
户外环境恶劣、缺乏机房建设 条件的山地、丘陵等偏远地带 及征地困难的居民区
成长历程
• 2019年，朱国锭先生创立杭州中恒电讯设备公司； • 2019年，销售额首次突破1亿元人民币； • 2019年，股份制改建； • 2019年2月5号 中小板上市 股票代码002364
主要业务与产品
• 公司目前主要从事高频开关电源系统的研发、制造、销售和服务。 • 公司生产的通信电源系统、电力操作电源系统在通信网络、电网、电
电力操作电源系统行业地位
公司掌握电力操作电源系统核心技术，自主生产整流模块 和监控单元，是国内电力操作电源系统的主流供应商之一。
销售排名第4名
2007年
销售排名第3名
2008年
销售排名第2名
2009年
通信电源系统行业地位
公司经营通信电源系统业务已有十几年，积累了丰富的 生产、销售和服务经验，已成为国内通信电源系统的主 要供应商。2009年成为伊顿施威特克在中国的唯一的系 统生产商、售后服务提供商、和产品的销售商。
中恒智能型应急电源（ZHEPS）是本公司集 多年的电力电子与监控设备的运行与设计经 验，采用最新的高频开关整流技术、SPWM高 频逆变技术、电池监测和微机监控技术开发 的高可靠和高性能的新一代电源产品。
电力产品
满足不同需求的各系列监控装置和品种齐全,功能强大,运行稳定的各系列 AC/DC、DC/DC、DC/AC等模块
高压直流系统
（HVDCS）
杭州中恒研发中心
目录
公司简介
HVDC与UPS的比较及应用环境
HVDC系统产品 应用案例
公司简介
地理位置
地理位置
天堂硅谷
- 硅谷天堂
杭州国家高新技术产业开发区
概况
• 2019年7月11日杭州中恒电气股份有限公司成立 • 省级高新技术企业 • 注册资本：5000万元 • 占地面积3万多平方米，拥有2万平方米的研发生产大楼 • 现有员工430人
移动基站、交换机房
主要 用户 领域
电网公司、发电厂及铁路、城 市轨道交通、采矿、冶金、石 化等非电力行业的用户
中国移动、中国电信、中国联 通等通信运营商
中国移动、中国电信、 中国联通等通信运营商
电力产品
中恒电力操作电源系统是根据电力行业的特 点和运行经验，针对电力系统高可靠性和高 性能要求而设计开发的高新技术产品。
• 产品出口印度、越南、塔吉 克斯坦等国
服务体系
优秀服务队伍
杭州设有售后服务 中心和24小时服务 专线。
北京、上海、广州、 南京、济南、武汉等 二十多个主要城市设 有售后服务响应机制， 为用户提供优质快捷 服务。
业绩增长
近年来主营业务收入
35000 30000 25000 20000 15000 10000
14560 5000
0 2005
23458 2006
26390 2007
单位：万元
28213 30186 2008 2009
突出案例
核心客户：
通信：中国移动 中国电信 中国联通 电力：中国水电顾问集团、中国国电集团公司、中国华能集团公司、中国大唐集团、中 国华电集团公司、中国电力投资集团公司
重点项目：
厂、铁路、城市轨道交通、采矿、冶金、石化等领域中得到广泛应用。 • 公司是国内少数几家能满足客户个性化定制要求、提供成套电源系统
产品及综合解决方案的企业之一。
主要业务与产品
公司的主要产品为高频开关电源系统，包括通信电源系统和 电力操作电源系统。
电力操作电源系统
室外通信电源系统
室内通信电源系统
产品 用途
•
被高新区重点骨干企业
研发中心
2000
2019
2019
正式成立杭州中 恒高频开关电源 高新技术研究开 发中心
12月，被杭州 市科技局批准为 市级研发中心
7月，被浙江省 科技局批准为 省级研发中心
研发中心
1
合作伙伴
华北电力大学、浙江 大学、浙江省电力试 验研究所、南京航空 航天大学等等
2
政府扶持
每年获得政府近百万 元的项目支援经费
3
知识产权
软件著作权14项，实用 新型专利8项，外观专 利14项，并有1项发明 专利正在领证；正在申 请中专利13项
产品分布
• 电力产品主要销售地区:浙江、 福建、上海、山东、安徽、 云南、湖北、湖南、河南等 十多个省市
• 通信产品主要销售地区： 江 苏、浙江、福建、四川、重 庆、贵州等二十多个省市
综合排名第7名 销售排名第7名
2007年
综合排名第5名 销售排名第6名
2008年
2009年
经营理念
服务客户 信守承诺 中正恒久
企业理念
发展愿景
“立足华东，面向全国，走向世界”！ 引领行业发展， 成为国内著名的电力电子产品供应商和服务商。
HVDC与UPS的比较 及应用环境
UPS的发展历史
UPS产生于上个世纪60年代，1972年2月21日 尼克松访华，带给我国的礼物之一就是UPS， 从此中国开始了UPS的研究。很遗憾，到目 前为止中国大陆没有一家像样的公司。而中 国唯一一家具有国际竞争力公司被美国人收 购了！
• 中国电源学会会员；
• 电力系统直流电源技术委员会会员；
• 《通信维护企业移动基站维护规程》的主要起草单位之一；
• 省级高频开关电源研究开发中心；
• GZDZ1型智能高频开关直流电源柜是“国家重点新产品”（2019年）
• 中恒牌高频开关电源是“浙江省名牌产品”；
• “全国城乡电网建设与改造所需主要设备产品”