數(shù)據(jù)中心如何幫助保障能源供應(yīng)

隨著時(shí)間的流逝和冬天的臨近，人們擔(dān)心英國即將遭遇一場能源危機(jī)，甚至可能導(dǎo)致輪流停電。

雖然英國國家電網(wǎng)ESO最新的冬季展望預(yù)測表明，未來幾個(gè)月將有足夠的電力滿足需求，但利潤率將很低。

如果全歐洲的天然氣短缺加劇，電力系統(tǒng)運(yùn)營商設(shè)想的最壞情況是，家庭和其他能源消費(fèi)者將面臨三小時(shí)的停電，類似于1974年臭名昭著的“每周三天”期間的情況。

為了緩解這種情況，英國國家電網(wǎng)正在采取緩解措施，例如從燃煤電廠獲得2GW的額外電力，足夠?yàn)?0萬戶家庭供電。

從11月1日起，英國政府還推出了一項(xiàng)需求靈活性服務(wù)，該服務(wù)將鼓勵(lì)家庭和商業(yè)能源用戶減少高峰時(shí)間的消耗，政府認(rèn)為該計(jì)劃將再減少2GW的電力需求。

家庭每天將獲得約10英鎊，用于過夜使用洗碗機(jī)或滾筒式烘干機(jī)等耗電設(shè)備，而企業(yè)也將獲得減少需求或在高峰時(shí)段改用電池供電的報(bào)酬。

就其本質(zhì)而言，數(shù)據(jù)中心是能源密集型業(yè)務(wù)。而且該行業(yè)非常清楚可持續(xù)發(fā)展的必要性。那么運(yùn)營商們能做些什么來幫助電網(wǎng)應(yīng)對這些即將到來的供需壓力呢？

一種可能性在于數(shù)據(jù)中心使用不間斷電源和電池作為防止破壞性停機(jī)的最終保險(xiǎn)。

由于通信軟件和協(xié)議的快速發(fā)展，以及電池技術(shù)的改進(jìn)，如防循環(huán)或鋰離子電池，許多現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心UPS與當(dāng)今的智能電網(wǎng)兼容。這提供了將UPS從無功設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)“虛擬電廠”的機(jī)會。

智能電網(wǎng)UPS與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)通信。根據(jù)實(shí)時(shí)情況，它們要么將儲存的電池電量重新輸入電網(wǎng)，要么在需要時(shí)從電網(wǎng)中提取電能，以幫助平衡供需，保持穩(wěn)定的頻率。

調(diào)峰潛力

數(shù)據(jù)中心的UPS可以幫助電力網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)領(lǐng)域是調(diào)峰。這個(gè)概念基本上使用UPS電池來有效地限制站點(diǎn)從主電源汲取的電力。

因此，在實(shí)踐中，如果UPS輸出上的負(fù)載高于設(shè)定水平，UPS將從電源中提取一部分負(fù)載，其余的來自電池組。

調(diào)峰有多種形式。第一種選擇是靜態(tài)的，因?yàn)閁PS具有固定的設(shè)置，只需將峰值降低到該限制即可。

第二種是用戶控制的調(diào)峰，數(shù)據(jù)中心操作員可以在需要時(shí)通過向UPS發(fā)送命令來降低輸入電源功率。可以通過無電壓接觸或通信協(xié)議來做到這一點(diǎn)。

如果站點(diǎn)電源較弱或依賴發(fā)電機(jī)組，則第三種選擇被稱為沖擊負(fù)載緩沖，這實(shí)際上會使存儲在電池中的能量減慢輸入電源。

最后，我們有動態(tài)調(diào)峰，這是最常見的應(yīng)用。顧名思義，它與現(xiàn)場的實(shí)時(shí)條件密切配合。

以一個(gè)數(shù)據(jù)中心為例，其合同限制為1MW主電源。典型負(fù)載范圍為500-900kW，而臨界負(fù)載為300kW。在高峰時(shí)期，最大負(fù)荷可能為1.2MW，這顯然違反了合同義務(wù)。

因此，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，UPS會自動推動儲存在電池中的能量，以減少電源所需的電力。在負(fù)載較低的時(shí)段，UPS會為電池充電以備將來使用。

穩(wěn)定電網(wǎng)頻率

智能電網(wǎng)UPS可以發(fā)揮需求側(cè)響應(yīng)作用的另一個(gè)領(lǐng)域是幫助保持穩(wěn)定的電網(wǎng)頻率。

這個(gè)時(shí)候，就需要專門為數(shù)據(jù)中心和其他大型能源用戶開發(fā)Master+解決方案。

它匯集了一個(gè)高效率的智能電網(wǎng)UPS，使用的是防循環(huán)鉛酸電池，雖然它也可以與鋰離子電池工作。由于電池結(jié)構(gòu)非常緊湊，該解決方案可提供多達(dá)四倍的可用容量，同時(shí)只需將占地面積增加20%。

至關(guān)重要的是，這為緊急備份和商業(yè)化提供了充足的電池容量。

該解決方案還包含了一個(gè)高度安全的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，允許與電網(wǎng)進(jìn)行雙向通信。這種監(jiān)視也有助于預(yù)測性維護(hù)。

最后一個(gè)要素是簽訂市場合同，以便數(shù)據(jù)中心能夠參與能源市場，而不承擔(dān)任何風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)際上，電池被分成兩個(gè)不同的部分。第一個(gè)是備份段，約占總?cè)萘康?0%。這是由UPS控制的，只有在電源故障時(shí)才能用于支持關(guān)鍵負(fù)載，因此不會影響可用性。

其余70%構(gòu)成“商業(yè)”部分，RWE可以將其部署到電網(wǎng)平衡方案中，如固定頻率響應(yīng)，這有助于國家電網(wǎng)將安全電網(wǎng)頻率保持在50Hz的1赫茲以內(nèi)。

如果頻率超過50hz,UPS將從電網(wǎng)獲取電力進(jìn)入電池以降低頻率。反之亦然，當(dāng)頻率下降時(shí)，UPS將從電池中儲存的電力推回到電網(wǎng)中。

在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，典型的充電狀態(tài)在60-70%之間。因此，在電源故障的情況下，我們不僅有備用部分的電力，還有商業(yè)部分的剩余電力來為自動駕駛系統(tǒng)充電。

作為RWE獲得電池商業(yè)部分使用權(quán)的回報(bào)，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商獲得了以下方面的回報(bào)：大幅折扣的優(yōu)質(zhì)電池系統(tǒng)、延長的備份時(shí)間、24/7監(jiān)控、更低的維護(hù)成本、降低的電網(wǎng)電價(jià)（每年每兆瓦可能價(jià)值6000英鎊）以及額外的創(chuàng)收機(jī)會。

為了更大的利益確保供應(yīng)

就在幾個(gè)月前，微軟透露，其在愛爾蘭的整個(gè)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品組合將在2022年底前使用鋰離子電池將儲存的電力送回電網(wǎng)。

這將減少對天然氣和燃煤電廠的依賴，以維持至關(guān)重要的紡紗儲量，并有助于顯著減少愛爾蘭能源部門的碳排放。

隨著UPS、電池和智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，其他數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商可以跟隨微軟的腳步，利用其備用電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更大的利益。

近期，由千家網(wǎng)主辦的2022年第23屆中國國際建筑智能化峰會將正式拉開帷幕，本屆峰會主題為“數(shù)智賦能，碳索新未來”，屆時(shí)將攜手全球知名建筑智能化品牌及專家，共同分享AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、IoT、智慧城市、智能家居、智慧安防等熱點(diǎn)話題與最新技術(shù)應(yīng)用，并探討如何打造“更低碳、更安全、更穩(wěn)定、更開放”的行業(yè)生態(tài)，助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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