目前，中國絕大多數的數據中心都是通過向當地公用電網采購電而運行的。未來的數據中心，在很多場景下，可能是分布式電源和當地公用電網結合的方式運行。因此，在本文中，將闡述數據中心和當地電網的核心關系。

數據中心和公用電網的主要界面是變電站。

變電站是數據中心與公用電網的“臍帶”。數據中心與電網的核心是可用性、可靠性和經濟性的問題關系。通俗地說，是關于夠不夠用、停不停、多少錢的問題。實際上，數據中心也是一種服務，既然是服務，必然涉及到成本問題。在電力成本這方面的支出占據了數據中心總體成本中比較重要的一個比例。站在數據中心用戶者的角度來看，所關心的話題主要有以下內容：

1、容量規劃：容量規劃是個很大的概念，包含的范圍也很大。在這里，特指的是電力容量規劃當中的電力輸入部分。換句話說，這里主要指的是數據中心需要多大容量的電力接入的問題。

2、數據中心CAPEX：這里特指的是數據中心用戶在電力輸入部分所需要的投資。包括諸如外線，用戶站等。

3、數據中心OPEX：這里特指的電費和管理運行費用等。

4、數據中心可用性的問題：這里特指的是諸如電能質量、接入可靠性、網調負荷保障級別等。

5、數據中心用電可靠性的問題。

一、電網的供電結構

一般而言，電力從發電廠到最終數據中心用戶，中間有幾個關鍵路由，下文力爭讓數據中心用戶可以深入淺出的理解電網的結構，同時也能夠正確理解諸如選址，容量計算，可用性等方面在電力方面的基本概念。

電力輸配電關鍵環節拆解和分析：（發、輸、配、用）

1、發電：發電廠，無論是哪種能源，這是一個將其他能源轉換成電能的點，是電力的起源點。

2、電力傳輸：當發電廠發出電后，它首先做的事情是傳輸，即將電力輸送到數據中心或者其他用戶，在這個環節中，又可以分解為以下幾個步驟：

（1）發電廠到城市之間的長途傳輸：一個電工學基本原理：即P=UI，換個角度來看，如果要傳輸更多的電力能量，需要提高電力電壓和電流，但是電流的載流量是和傳輸電纜的載流量相匹配的，即和傳輸電纜的導電金屬的橫截面積成正比的，通俗的說，電纜越粗，造價更貴，而同時，電纜的橫截面積又不是可以無限的放大的（這里還涉及到集膚效應的問題），而電纜的重量又和諸如安全，造價等很多因素相關，因此，提高電流只能到一定限度，同時，對于長距離傳輸，線損也很大，因此，在目前我國的長途傳輸中，普遍采用的是超高壓傳輸，即電流并不大，但是電壓很高，而傳輸更多的電力能量。最常見的是交流500KV，直流800KV或者1000KV交流等。國家電網最近幾年在不斷做試點，諸如特高壓傳輸等，即在不斷提高標準。

（2）長途傳輸進入城市后的電力傳輸：對于絕大多數城市而言，500KV進入城市后，通過電力變壓器，降到220KV，數據中心用戶可以看到220KV的電力站，然后，國家電網將220KV的電壓等級再降到110KVA的電壓等級，也能看到很多110KV的電力站（個別地區有35KV或66KV）。對于接下來，就有幾種不同電壓降的等級和區別，對于數據中心用戶而言，通常情況下，有以下幾種選擇：

• 電網從110KV降壓到10KV:即最終數據中心用戶和國家電網的分界點是在10KV這個電壓等級上。數據中心用戶自建10KV用戶站，即10KV引入到數據中心，換句話說，國家電網計費點是在10KV站的高壓側。

• 電網從220KV的電力站將電壓等級降到35KV的電壓等級，然后再將35KV降壓到10KV電壓等級。對于數據中心用戶而言，自建10KV用戶站，將10KV引入到數據中心，國家電網計費點是在10KV站高壓側。

• 電網將110KV降到20KV，數據中心用戶自建20KV用戶站。即數據中心用戶而言，是20KV接入到數據中心內部，然后再進行配電，國家電網的計費點是在20KV站高壓側。

• 電網將220KV降到35KV，提供給數據中心用戶。數據中心用戶自建35KV用戶站，至于數據中心用戶采用35KV降到10KV，還是直接降到380V，屬于數據中心用戶自己控制的范圍，數據中心用戶和電網的計費是在35KV高壓側。（備注：據不完全統計，數據中心用戶自建35KV用戶站的案例也不多，截至本文編寫的時候，有萬國數據上海外高橋數據中心，上海聯通周浦數據中心和中國工商銀行外高橋數據中心等）

• 電網將220KV降到110KV，提供給數據中心用戶，數據中心用戶自建110KV用戶站，和國家電網的計費點是在110KV等級，即高壓側。數據中心用戶根據自身的需求，再將110KV降到10KV，最后10KV降到380V。換句話說，110KV以下的設計和建設屬于數據中心用戶自己控制的范圍。（備注：據不完全統計，截至到本文編寫的時候，自建110KV用戶站的數據中心用戶是中國工商銀行嘉定同城數據中心）

• 公用電網將220KV降到35KV，再經過10KV電力開關站，然后再將10KV提供給數據中心用戶，數據中心用戶自建10KV用戶站，這種方式和“將220KV降到35KV”的唯一區別是，數據中心用戶在35KV電力站和數據中心用戶自建的10KV用戶站中間，建設了一個10KV的電力開關站（開閉站）。

   

為什么電網會采用這種結構呢？這是優于10KV這個等級傳輸電力能量的容量和能力造成這種結構。其作用是：①為解決高壓變電站中壓出線間隔不足，出線通道受限制的矛盾。②減少相同路徑的電纜條數。③加強電網聯絡，提高供電可靠性。對于很多用戶而言，其使用電力的容量相對數據中心用戶而言，比較小，而對于35KV的出線間隔而言，是有限的，這樣通過1個10KV的出線間隔，建設一個10KV的電力開關站，可以給更多的用戶提供服務。

當然，在國內的數據中心案例中，也有從電網220KV直接變10KV，雖然這樣的案例鳳毛麟角。

二、電力能源的產業結構簡述

本文所論述的觀點和角度，并不是國家電力能源產業結構層面，更多的是站在數據中心用戶的角度來看的。

從國家宏觀調控，政策制定和行業監管的角度上，在政府層面上，主要有三個政府相關部門。第一個是國家能源局，主要職責包括擬定能源發展戰略、規劃和政策，提出發展新能源和能源行業節能的政策措施等。（備注：相關詳細的工作職責參照從國家能源局的官方網站）第二個是國家發改委，事實上能源局曾經隸屬于發改委，通俗理解，能源局分擔了發改委的一部分職責，但諸如國家電網等并不在能源局職責管理范圍內，發改委更趨向于宏觀調控和政策制訂。第三個是國家電力監管委員會，其主要職責的確是名副其實，電力行業監管，包括制訂電價等。（涉及到國家電力監管委員會的詳細資料，參照國家電力監管委員會的官方網站）。

從電力傳輸的網絡這一層來看，主要有國家電網和南方電網。前兩者占據了絕對比例。從數據中心用戶的角度而言，絕大多數情況下，涉及到具體的電力申請，都和這三者有直接關系。

從發電的層面來看，主要包括有華能，華電，中電，國電和神華這五家占據市場絕對比例的五家發電企業。當然，也有諸如華潤，中廣核等發電企業。

從能源的基礎層面來看，就包括諸如石油，石化，風電，水電，核電等能源企業。

本文對這部分內容進行的描述，是想讓數據中心用戶可以站在自己數據中心的實際情況（比如地理位置），看清行業的業態現狀和發展趨勢，做出更準確的業務策略制定。

三、數據中心變電站介紹

對于中小型數據中心，其用電容量相對比較小，比如只有1000-4000KVA，因此導致這個變電站是共享的，并不是完全為數據中心服務的。

如果數據中心容量需求比較大，尤其是對于今天中國市場上的大型或者超大型數據中心用戶而言，通常需要建設一個電力用戶站，當然根據電網的結構和數據中心用戶的用電需求容量，可以選擇自建10KV用戶站，20KV用戶站，35KV用戶站或者110KV用戶站。而這個變電站將作為數據中心電力能源的輸入口，其重要性不言而喻。在本文的后面部分將詳細論述圍繞著這個變電站所涉及到的關鍵因素和需要考慮的關鍵點。

來源：能源日參

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