數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范

數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B1數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B1開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B前言在數(shù)據(jù)中心的廣泛使用，因電源設(shè)備阻抗特性不匹配引起本規(guī)范感謝以下起草單位：上?？屏盒畔⒖萍夹叛芯吭海ㄔ拼笏鶖?shù)據(jù)中心團(tuán)隊(duì)）、科華數(shù)據(jù)股份有限理（上海）有限公司、京東云計(jì)算有限公司、阿里巴巴起草人：郜登科、易龍強(qiáng)、董慨、李升、練恒、吳雙鶴、徐敏、黃輝、陳I數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B I 1 1 2 4 4 5 5 5 6 7 7 7 7 8 9 9 9 11 12 12數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B 12 13 14 14 14 14 15 19 20 20 20 22數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B本技術(shù)規(guī)范適用于數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備的輸入/輸引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這GB/T14715-2017信息技術(shù)設(shè)備GB/T37408-2019光伏發(fā)GB/T38833-2020信息通信用240V∕336V直流供電法1YD/T1095-2018通信用交流不間斷電源在被測(cè)電源設(shè)備輸入端口注入交流小信號(hào)擾動(dòng)電壓，穩(wěn)態(tài)測(cè)試工況后，測(cè)量輸入端口對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率的電壓和電流在被測(cè)電源設(shè)備輸出端口注入交流小信號(hào)擾動(dòng)電流，穩(wěn)態(tài)測(cè)試工況后，測(cè)量輸出端口對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率的電壓和電流2數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B在被測(cè)電源設(shè)備端口注入交流小信號(hào)擾動(dòng)電壓/電流，穩(wěn)態(tài)測(cè)試工況后端口出現(xiàn)非擾動(dòng)頻率處的響應(yīng)電流/電壓，該半實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái)semi-physicalsimulationte將電源設(shè)備控制器與運(yùn)行電源設(shè)備功率拓?fù)潆娐贩翧ctivePowerFilter，有源電力3StaticVarGeneratoTotalHarmonicDistorUninterruptiblePowerS據(jù)。端口采用三相三線制時(shí)，正序輸出阻抗和輸入阻抗抗和輸入阻抗的比值應(yīng)分別滿足奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)。端口采用單相交流時(shí)，單4數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B相輸出阻抗和輸入阻抗的比值應(yīng)滿足奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)。端口采用直流時(shí)，直數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性的頻率范圍應(yīng)覆蓋數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性一般在2倍工頻以下頻以上不出現(xiàn)頻率耦合。據(jù)此可將頻率范圍分為兩個(gè)頻段：1頻段，大于2倍工頻為中高頻段。由于電源設(shè)備在這兩個(gè)頻相頻特性的影響因素與特點(diǎn)存在差異，應(yīng)分別對(duì)兩個(gè)頻段阻分量為負(fù)數(shù)，不利于數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。效電阻分量為負(fù)數(shù)，電源設(shè)備低頻段的輸入阻抗幅值應(yīng)大于不利于數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于低頻段數(shù)，應(yīng)根據(jù)電源設(shè)備輸出端口負(fù)載和線路的具體情對(duì)于旁路模式的UPS，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)具體5數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B抗幅值難以限制，電源設(shè)備中高頻段的輸入阻抗和輸出Ls=Ln=（1）k——電感系數(shù)，電源設(shè)備輸入端口采用三相四線制或三相三Ln——電源設(shè)備輸入端口在工頻處的額定電感；zn——電源設(shè)備輸入端口額定阻抗；f1——工頻。對(duì)于互動(dòng)式UPS，輸出端口外接電感參照本節(jié)技術(shù)要求，其中zn為UPS輸出6數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200Bb）測(cè)試平臺(tái)，例如：實(shí)物測(cè)試平臺(tái)、半實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái)；f）被測(cè)電源設(shè)備測(cè)試端口的供電方式，例如：三相四線制、三相三線h）被測(cè)電源設(shè)備測(cè)試端口額定電壓和額定a）環(huán)境溫度：10℃~40℃;b）相對(duì)濕度：25%～75%；b）擾動(dòng)信號(hào)幅值：輸入阻抗特性測(cè)試時(shí)，擾動(dòng)信號(hào)幅值應(yīng)不大于被測(cè)電源設(shè)備輸入端口基波相電壓或者直流電壓幅值的10%。輸出阻抗特性測(cè)試時(shí)，擾動(dòng)信號(hào)幅值應(yīng)不大于被測(cè)電源設(shè)備交流負(fù)荷基波電流7IfpIfp數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200Bd）擾動(dòng)頻率數(shù)量：擾動(dòng)頻率根據(jù)其數(shù)值選擇不同的等距間隔方式，擾擾動(dòng)頻率數(shù)值/Hz等距間隔方式線性等距間隔對(duì)數(shù)等距間隔對(duì)數(shù)等距間隔對(duì)數(shù)等距間隔擾動(dòng)頻率數(shù)量/個(gè)注：fp為擾動(dòng)頻率數(shù)值，10Hz及以下四舍五入并保留一位小數(shù)，10Hz以上四舍五入并保留整數(shù)；Nf為擾動(dòng)頻率數(shù)量。a）信號(hào)采樣：電源設(shè)備測(cè)試端口的電壓電流信號(hào)采樣精度不低于1%，b）信號(hào)處理：可對(duì)采樣得到的電壓電流信號(hào)進(jìn)行傅里葉分析；ZZfp=Vfp∠Zfp=∠Vfp?∠Ifp（2）Zfp——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的阻抗幅值，阻抗幅值單位宜采用dB，由20log10Zfp計(jì)算得到；Vfp——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的電壓幅值；Ifp——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的電流幅值；∠Zfp——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的阻抗相角；∠Vfp——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的電壓相位；8數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B∠fp〕——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的電流相位。電源設(shè)備阻抗特性測(cè)試主要采用實(shí)物測(cè)試和半實(shí)物仿真測(cè)試兩種平臺(tái)。在測(cè)試時(shí)優(yōu)先采用實(shí)物測(cè)試平臺(tái)，當(dāng)實(shí)物測(cè)試平臺(tái)在實(shí)現(xiàn)上存在困難時(shí)可采用半對(duì)電源設(shè)備進(jìn)行輸入阻抗特性測(cè)試時(shí)，可由供電電源實(shí)現(xiàn)供電，由電壓型擾動(dòng)注入裝置提供小信號(hào)擾動(dòng)電壓。當(dāng)被測(cè)電源設(shè)備采用交流供電方式時(shí)，供電電源可為市電。電壓型擾動(dòng)注入裝置的擾動(dòng)注入功能示意圖如圖1所示，信號(hào)發(fā)生單元為功率放大單元提供擾動(dòng)注入?yún)⒖夹盘?hào)，功率放大單元經(jīng)過隔離單元b）頻率變化范圍：如存在頻率變化，應(yīng)不大于±0.2Hz；9數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200Bd）額定功率：由于供電電源的輸出阻抗會(huì)在低頻段影響到被測(cè)電源設(shè)備的輸入阻抗，為了降低該影響，供電電源的額定功率應(yīng)不小于被b）額定功率：應(yīng)不小于被測(cè)電源設(shè)備額定功率的10%。對(duì)電源設(shè)備進(jìn)行輸入阻抗特性測(cè)試時(shí)，可由專用測(cè)試電源為被測(cè)電源設(shè)備a）輸出電壓：可輸出將被測(cè)電源設(shè)備輸入端口額定電壓和小信號(hào)擾動(dòng)電壓疊加之后的電壓，其中額定電壓應(yīng)符合5.5.2.1的供電電源技術(shù)），b）額定功率：應(yīng)符合5.5.2.1的供電電源技術(shù)要求d）。對(duì)電源設(shè)備進(jìn)行輸出阻抗特性測(cè)試時(shí)，可由線性負(fù)載作為負(fù)荷，由電流型b）額定功率：應(yīng)不小于被測(cè)電源設(shè)備額定功率；b）額定功率：應(yīng)不小于被測(cè)電源設(shè)備額定功率的10%。數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B對(duì)電源設(shè)備進(jìn)行輸出阻抗特性測(cè)試時(shí)，可由電子負(fù)載作為被測(cè)電源設(shè)備負(fù)a）輸出電流：可輸出將被測(cè)電源設(shè)備線性負(fù)載電流和小信號(hào)擾動(dòng)電流疊加之后的電流，其中線性負(fù)載額定電流應(yīng)不小于被測(cè)電源設(shè)備輸b）額定電壓：應(yīng)不小于被測(cè)電源設(shè)備輸出端口額定電壓；基于CHIL的半實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái)示意圖如圖2所示，上位機(jī)和實(shí)時(shí)仿真機(jī)組成實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，電源設(shè)備控制器與實(shí)時(shí)仿與實(shí)時(shí)仿真機(jī)進(jìn)行信號(hào)通信，可設(shè)置小信號(hào)擾動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采）；b）實(shí)時(shí)仿真機(jī)：可支持電源設(shè)備功率拓?fù)潆娐纷钚》抡娌介L不大于1μs的實(shí)時(shí)仿真，與電源設(shè)備控制器的通信延時(shí)不大于5μs，符合5.3數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200Bb）電源設(shè)備功率拓?fù)潆娐泛退须姎鈪?shù)，并且在拓?fù)潆娐分星宄?biāo)b）形式：宜采用表格分列；1）第2列記錄擾動(dòng)頻率，包括擾動(dòng)頻率范圍內(nèi)所有選擇的擾動(dòng)頻率數(shù)值，依照擾動(dòng)頻率數(shù)值從小到大順序進(jìn)行排列，單位為2）第3列、第4列分別記錄阻抗幅值和相角，其中阻抗幅值四舍五入并保留一位小數(shù)，單位為“dB”，阻抗相角四舍五入并保b）形式：可采用上下2個(gè)波特圖排列，需說明波特圖對(duì)應(yīng)的阻抗，例如：2）第1個(gè)波特圖呈現(xiàn)阻抗幅頻特性，橫坐標(biāo)變量為頻率，單位為數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B3）第2個(gè)波特圖呈現(xiàn)阻抗相頻特性，橫坐標(biāo)變量為頻率，單位為“Hz”，縱坐標(biāo)變量為阻抗相角，單位為“°”,范圍為-電源設(shè)備輸入阻抗特性測(cè)試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖A.1所示，不同頻率的交流小擾動(dòng)電壓以串聯(lián)方式依次注入到被測(cè)電源設(shè)備輸入端口，對(duì)輸入端口電壓和電電源設(shè)備輸出阻抗特性測(cè)試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖A.2所示，不同頻率的交流小擾動(dòng)電流以并聯(lián)方式依次注入到被測(cè)電源設(shè)備輸出端口，對(duì)輸出端口電壓和電數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B被測(cè)電源設(shè)備輸入端口采用三相四線制的示意圖如圖A.3所示，需要在被測(cè)注：圖中van、vbn和vcn分別為被測(cè)電源設(shè)備輸入端口的A相、B相和C相的相電壓，ia、ib和ic分別為被測(cè)電源設(shè)備輸入端口的A相、B相和C相電流，N為中性向van、vbn和vcn注入正序擾動(dòng)電壓信號(hào)va+t)、vb+t)和vc+t：vc+t)=V+sin2πfpt+φv++2π/3)vc+t)=V+sin2πfpt+φv++2π/3)V+——正序擾動(dòng)電壓幅值；φv+——正序擾動(dòng)電壓初相角。對(duì)采樣得到的van、vbn和vcn進(jìn)行正序分量提取，得到與擾動(dòng)頻率fp對(duì)應(yīng)的正序輸入電壓v+fp)。對(duì)采樣得到的ia、ib和ic進(jìn)行正序分量提取，得到與擾動(dòng)頻率fp對(duì)應(yīng)的正序輸入電流I+fp)。v+fp)z+fp)=∠z+fp)=fp)?∠v+fp)z+fp)=z+fp)1——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的正序輸入阻抗幅值；v+fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的正序輸入電壓幅值；I+fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的正序輸入電流幅值；∠z+fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的正序輸入阻抗相角；∠v+fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的正序輸入電壓相位；+fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的正序輸入電流相位。向van、vbn和vcn注入負(fù)序擾動(dòng)電壓信號(hào)va?t)、vb?t)和vc?t：vV?——負(fù)序擾動(dòng)電壓幅值；φv?——負(fù)序擾動(dòng)電壓初相角。對(duì)采樣得到的van、vbn和vcn進(jìn)行負(fù)序分量提取，得到與擾動(dòng)頻率fp對(duì)應(yīng)的負(fù)序輸入電壓v?fp)。對(duì)采樣得到的ia、ib和ic進(jìn)行負(fù)序分量提取，得到與擾動(dòng)頻率fp對(duì)應(yīng)的負(fù)序輸入電流I?fp)。z?fp)=))∠z?fp)=∠v?fp)?∠I?fp)fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的負(fù)序輸入阻抗幅值；數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200Bv?fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的負(fù)序輸入電壓幅值；I?fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的負(fù)序輸入電流幅值；∠z?fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的負(fù)序輸入阻抗相角；∠v?fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的負(fù)序輸入電壓相位；?fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的負(fù)序輸入電流相位。向向van、vbn和vcn注入零序擾動(dòng)電壓信號(hào)va0t、vb0t〕和vc0t)：va0t)=vb0t)=vc0t)=V0sin2πfpt+φv0)（A.5）V0——零序擾動(dòng)電壓幅值；對(duì)采樣得到的van、vbn和vcn進(jìn)行零序分量提取，得到與擾動(dòng)頻率fp對(duì)應(yīng)的零序輸入電壓v0fp)。對(duì)采樣得到的ia、ib和ic進(jìn)行零序分量提取，得到與擾動(dòng)頻率fp對(duì)應(yīng)的零序輸入電流I0fp)。z0fp)=1vz0fp)=∠z0fp)=fp)?∠I0fp)z0fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的零序輸入阻抗幅值；v0fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的零序輸入電壓幅值；I0fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的零序輸入電流幅值；∠z0fp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的零序輸入阻抗相角；∠v0fp——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的零序輸入電壓相位；數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B0fp〕——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的零序輸入電流相位。被測(cè)電源設(shè)備輸入端口采用三相三線制需要在其穩(wěn)態(tài)工作時(shí)測(cè)試正序和負(fù)序輸入阻抗特性，相應(yīng)的測(cè)試方法可參照A.2.1，其中輸入端口相電壓可由測(cè)量被測(cè)電源設(shè)備輸入端口采用單相交流的示意圖如圖A.4所示，需要在被測(cè)電注：圖中vac和iac分別為被測(cè)電源設(shè)備輸入端口的單相電壓和電流。向vac注入擾動(dòng)電壓信號(hào)vacpt)，對(duì)采樣得到的vac和iac進(jìn)行分量提取，得到與擾動(dòng)頻率fp對(duì)應(yīng)的單相輸入電壓vacfp)和單相輸入電流Iacfp)。zacfp)=vacfp)∠zacfp)=vfp)?∠Iaczacfp)=vacfp)zaczacfp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的單相輸入阻抗幅值；vacfp)1——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的單相輸入電壓幅值；Iacfp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的單相輸入電流幅值；∠zacfp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的單相輸入阻抗相角；數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B∠vacfp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的單相輸入電壓相位；∠Iacfp)——對(duì)應(yīng)擾動(dòng)頻率fp的單相輸入電流相位。被測(cè)電源設(shè)備輸入端口采用直流需要在其穩(wěn)態(tài)工作時(shí)測(cè)試直流輸入阻抗特性，相應(yīng)的測(cè)試方法可參照A.2.3，其中被測(cè)電源設(shè)備被測(cè)電源設(shè)備輸出端口采用三相四線制需要在其穩(wěn)態(tài)工作時(shí)測(cè)試正序、負(fù)序和零序輸出阻抗特性，相應(yīng)的測(cè)試方法可參照?qǐng)DA.2和A.2.1，注入的是電流被測(cè)電源設(shè)備輸出端口采用三相三線制需要在其穩(wěn)態(tài)工作時(shí)測(cè)試正序和負(fù)序輸出阻抗特性，相應(yīng)的測(cè)試方法可參照?qǐng)DA.2和A.2.2，注入的是電流擾動(dòng)信被測(cè)電源設(shè)備輸出端口采用單相交流需要在其穩(wěn)態(tài)工作時(shí)測(cè)試單相輸出阻抗特性，相應(yīng)的測(cè)試方法可參照?qǐng)DA.2和A.2.3，注被測(cè)電源設(shè)備輸出端口采用直流需要在其穩(wěn)態(tài)工作時(shí)測(cè)試d）參照附錄A對(duì)被測(cè)電源設(shè)備測(cè)試端口進(jìn)行采用最小擾動(dòng)頻率的小信號(hào)擾f）參照附錄A計(jì)算得到與該擾動(dòng)頻率對(duì)應(yīng)的阻抗幅值和相角，并輸出相應(yīng)g）從小到大更新擾動(dòng)頻率，重復(fù)上述步驟e）-f），直至達(dá)到最大擾動(dòng)頻h）由所有擾動(dòng)頻率下的阻抗幅值和相角繪制阻抗幅頻特性和相頻特b）參照5.5.3搭建半實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真機(jī)和電源設(shè)備控制d）仿真模型實(shí)時(shí)運(yùn)行，在擾動(dòng)未注入的情況下，電源設(shè)備控制器實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200Be）參照附錄A在仿真模型中對(duì)被測(cè)電源設(shè)備測(cè)試端口進(jìn)行采用最小擾動(dòng)頻f）在被測(cè)電源設(shè)備達(dá)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后通過仿真測(cè)量獲取測(cè)試）；一、測(cè)試信息測(cè)試日期測(cè)試平臺(tái)測(cè)試人員環(huán)境溫度/℃相對(duì)濕度/%大氣壓力/kPa二、被測(cè)電源設(shè)備信息類型廠家型號(hào)出廠編號(hào)測(cè)試端口供電方式運(yùn)行模式運(yùn)行功率/kW額定電壓/V額定功率/kW電流幅值/A基波頻率/Hz三、數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)序號(hào)擾動(dòng)頻率/Hz阻抗幅值/dB阻抗相角/°129.50.422.029.40.833.029.444.029.455.029.32.166.029.32.777.029.23.488.029.14.299.029.05.1測(cè)試序號(hào)擾動(dòng)頻率/Hz阻抗幅值/dB阻抗相角/°10.029.06.128.97.2數(shù)據(jù)中心電源設(shè)備阻抗特性技術(shù)要求與測(cè)試規(guī)范ODCC-2022-0200B28.79.828.711.228.614.428.518.12028.522.32228.526.82528.734.52829.143.4203229.957.8213530.871.8224