Распределение низковольтного постоянного тока в инфраструктуре дата-центров

О документе

Белая книга Open Compute Project рассматривает архитектуры распределения электроэнергии постоянного тока низкого напряжения (LVDC) для дата-центров в условиях быстрого роста AI-нагрузок и плотности стоек. Материал сравнивает варианты поэтапного перехода от традиционного AC-питания к DC-распределению, включая границы преобразования энергии, заземление, защиту, накопители, надёжность и взаимодействие с сетью. Документ не предписывает единую топологию, а формирует техническую рамку для операторов ЦОД, проектировщиков, производителей, энергокомпаний и регуляторов.

Какое решение описано

Рассматривается LVDC-архитектура распределения питания до 1 500 VDC как связующее звено между входным электроснабжением ЦОД (сетью и/или локальной генерацией) и высокоплотными AI-стойками. Предлагается поэтапный переход: сначала DC-питание IT-стоек и, опционально, охлаждения при сохранении AC для прочих нагрузок, затем более полное DC-распределение от MV-ввода. Для стоек анализируются DC-питаемые полки HPR v4, перенос накопителей из IT Rack в Power Rack и переход от вертикальной шины 50 VDC к более высокому напряжению, например 800 VDC; на уровне объекта рассматриваются униполярные и биполярные DC-схемы, включая 350, 700, 1 400 и до 1 500 VDC.

Главное

• Рост AI-нагрузок, динамичность потребления и увеличение плотности стоек делают эффективность, масштабируемость и взаимодействие с электросетью критическими ограничениями традиционных AC-архитектур.
• LVDC может сократить число преобразований энергии, эффективнее использовать проводники и упростить интеграцию накопителей, но итоговый эффект зависит от конкретной топологии, нагрузки и зрелости экосистемы оборудования.
• DC-питание HPR v4 повышает мощность одной полки до 100 kW; дальнейшее масштабирование ограничивает существующая вертикальная шина 50 VDC, поэтому рассматривается повышение напряжения распределения в стойке до 800 VDC.
• Для LVDC нельзя механически перенести привычный maintenance bypass UPS: требуются резервирование power block и/или распределения, а также возможное применение DC static transfer switch выше по цепи.
• Выбор AC-, гибридной или DC-архитектуры должен учитывать требования доступности, заземление, защиту от аварий, стандарты напряжений, местную практику и доступность совместимого оборудования.

Ключевые цифры

Дата первого выпуска

30 марта 2026

Версия 1.0, первый выпуск документа.

Объём документа

155 страниц

Нумерация документа.

Верхняя граница LVDC

≤1 500 VDC

Принятая область low-voltage DC distribution в документе.

Мощность HPR v1

33 kW

AC-питаемая power shelf в стойке ORv3 HPR.

Мощность HPR v2

72 kW

AC-питаемая power shelf в стойке ORv3 HPR.

Мощность HPR v4

100 kW

DC-питаемая power shelf при использовании Mt. Diablo Power Rack.

Рост плотности мощности HPR v4

39 %

Заявленный рост мощности на одну power shelf, частично за счёт устранения AC/DC-преобразования.

Высвобождаемое место в IT-стойке

примерно 12–16 OU

При переносе in-rack накопителя энергии в Power Rack.

Прирост доступного пространства IT-стойки

27–36 %

Для вычислительной нагрузки в стойке высотой 44 OU после переноса накопителя.

Существующее напряжение вертикальной шины

50 VDC

Указано как ограничение дальнейшего роста мощности в стойке.

Пример напряжения DC-распределения в стойке

800 VDC

Stage 1a предусматривает понижение с 800 V до уровня ниже 50 V.

Пример AI-нагрузки одного MV-to-LV power block

3+ MW

Пример масштаба питаемой AI-нагрузки.

Целевая доступность AI ЦОД для обучения

99,9 %

Указанный целевой уровень доступности training AI data centers.

Целевая доступность AI ЦОД для инференса

99,999 %

Указанный целевой уровень доступности inference AI data centers.

Принятый срок службы ЦОД

около 10 лет

Используется при оценке частоты отказов и потребности в запасном оборудовании.

Рабочий диапазон NExT Factory

до 750 VDC

Симметричное двухпроводное DC-распределение.

Диапазон EU Low Voltage Directive для DC

75–1 500 VDC

Применимость директивы ЕС LVD.

Снижение энергопотребления в примере BMW

8,8 %

DC-питание производственной ячейки после почти двух лет работы по сравнению с AC.

Минимальное напряжение возможного коронного разряда

300 V

Возможен при острых кромках, дефектах и низком давлении.

Постоянное перенапряжение для DER

110 %

Требование к distributed energy resources; также применено для grid-forming работы в islanded-режиме по UL 3001.

Что полезно собственнику ЦОД

Для собственника и проектной команды ЦОД это исходный технический benchmark для оценки LVDC на AI-площадках: сравнить число ступеней преобразования, размещение BBU, напряжение шин и требования к резервированию с традиционной AC-схемой. Документ особенно полезен на концептуальной и проектной стадиях для проверки, не становится ли 50 VDC-шина ограничением высокоплотных стоек, а также для выбора между 800 VDC в стойке и широкополосным распределением до 1 500 VDC. Ключевой риск для проектирования — защита, заземление, отказоустойчивость AC/DC-преобразования и отсутствие традиционного UPS maintenance bypass в LVDC-топологии.

Где применяется

Темы