什么是電網(wǎng)交互式數(shù)據(jù)中心

一直以來(lái)，人們都依賴不間斷電源(UPS)來(lái)維持電力供應(yīng)，并在電網(wǎng)停電時(shí)提供關(guān)鍵服務(wù)。從醫(yī)院到智能交通系統(tǒng)，一直到數(shù)據(jù)中心，UPS可以在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)保持運(yùn)行。當(dāng)其他一切都被中斷時(shí)，他們會(huì)在那里讓事情繼續(xù)進(jìn)行。

大多數(shù)數(shù)據(jù)中心設(shè)施將使用UPS系統(tǒng)的一組巨大的電池，它們的總?cè)萘颗cIT負(fù)載大小一致。這些電池可能是鉛酸電池或更現(xiàn)代的鋰離子電池。

如果數(shù)據(jù)中心是按照高可用性標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的，這構(gòu)成了當(dāng)今大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心，那么存儲(chǔ)在電池中的電力現(xiàn)在可以在電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)用于幫助電網(wǎng)，而不僅僅是經(jīng)受住問(wèn)題的考驗(yàn)。

這一變化還使得數(shù)據(jù)中心設(shè)施的所有者和運(yùn)營(yíng)商能夠更輕松地管理可持續(xù)發(fā)展工作。

當(dāng)不信任電網(wǎng)時(shí)

采用更先進(jìn)的UPS系統(tǒng)的機(jī)會(huì)來(lái)了，因?yàn)榇蠖鄶?shù)政府和公用事業(yè)用可再生能源取代了碳密集型能源，這雖然是必要的，但正在影響電網(wǎng)。

每當(dāng)大型發(fā)電廠上線時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)的相位和頻率不平衡。如果大型能源退役，這同樣適用，并且一旦考慮到可再生能源的間歇性，電網(wǎng)將經(jīng)歷越來(lái)越多的頻率變化。

如果不加以控制，這可能會(huì)導(dǎo)致中斷。用戶需求在一天或一年的不同時(shí)間可能會(huì)有很大差異，尤其是在重大天氣事件中，如果管理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)短缺。

數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)與世界一樣對(duì)更多能源有著永不滿足的渴望，并且是最早支持推動(dòng)更多可再生能源以減少碳排放的行業(yè)之一。

由于該行業(yè)面臨著電網(wǎng)不可靠的未來(lái)，UPS可能會(huì)再次證明其在避免災(zāi)難方面的價(jià)值。

UPS的關(guān)鍵性和冗余性

眾所周知，UPS位于數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)的核心，為IT設(shè)備提供清潔、不間斷的電力，并與電源切換機(jī)制一起，在切換到現(xiàn)場(chǎng)電源(通常以柴油發(fā)電機(jī)的形式)期間保持IT負(fù)載的活力。

對(duì)于數(shù)據(jù)中心設(shè)施來(lái)說(shuō)，可用性要求越高，安裝的電池和發(fā)電機(jī)容量就越大，以確保該設(shè)施在任何情況下都能保持IT負(fù)載持續(xù)運(yùn)行。

通過(guò)正確的工具，可以將這些經(jīng)常未使用的容量提供給電網(wǎng)，以幫助其從停電中恢復(fù)或徹底防止停電。目前，業(yè)內(nèi)較大的參與者正在通過(guò)所謂的電網(wǎng)交互式UPS來(lái)探索這一點(diǎn)。

與電網(wǎng)對(duì)話

高可用性數(shù)據(jù)中心內(nèi)的UPS系統(tǒng)，將擁有兩倍甚至三倍所需的電池容量，以確保關(guān)鍵任務(wù)IT負(fù)載永遠(yuǎn)不會(huì)丟失。然而，這個(gè)容量幾乎從未被用完，這就創(chuàng)造了一個(gè)機(jī)會(huì)。

通過(guò)使用外部控制器和一系列數(shù)字功能，來(lái)自電網(wǎng)的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)流動(dòng)。當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時(shí)，它指示UPS通過(guò)在其操作限制范圍內(nèi)，對(duì)電池充電或放電來(lái)進(jìn)行正負(fù)調(diào)節(jié)響應(yīng)。這有效地將數(shù)據(jù)中心的UPS轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际侥茉础?/p>

反過(guò)來(lái)，這可以創(chuàng)建新一代的電網(wǎng)交互式數(shù)據(jù)中心，并有可能將它們從能源的巨大消費(fèi)者，轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼜V泛的配電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。

通過(guò)向電網(wǎng)出售靈活性，數(shù)據(jù)中心可以通過(guò)提供能源存儲(chǔ)和提供快速頻率響應(yīng)服務(wù)來(lái)貨幣化未充分利用的資源，隨著可再生能源容量的增加和電網(wǎng)失去與化石燃料發(fā)電相關(guān)的剛性，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商將越來(lái)越需要這些服務(wù)。

優(yōu)勢(shì)

電網(wǎng)互動(dòng)式UPS可以幫助數(shù)據(jù)中心將其存儲(chǔ)的能源商業(yè)化，降低總體能源成本，對(duì)設(shè)施的總運(yùn)營(yíng)成本(TCO)產(chǎn)生積極影響，而TCO主要由能源成本主導(dǎo)。

這是通過(guò)平衡服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，平衡服務(wù)通過(guò)專注于快速頻率響應(yīng)和需求控制，來(lái)幫助滿足電網(wǎng)供應(yīng)需求。平衡服務(wù)確保電力供應(yīng)滿足實(shí)際需求，提供電網(wǎng)穩(wěn)定性并實(shí)現(xiàn)創(chuàng)收和節(jié)能。

此外，如果該設(shè)施參與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的需求管理計(jì)劃，也稱為“調(diào)峰”，它可以通過(guò)切換到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電或依靠電池中的存儲(chǔ)容量來(lái)降低能耗。通過(guò)這種機(jī)制，它可以幫助電網(wǎng)避免停電。

從本質(zhì)上講，電網(wǎng)平衡數(shù)據(jù)中心根據(jù)其對(duì)頻率波動(dòng)的響應(yīng)速度，以及節(jié)省的能源量獲得額外的“能源”補(bǔ)償。

剩下的挑戰(zhàn)

由于這項(xiàng)技術(shù)還很新，在現(xiàn)實(shí)世界中大規(guī)模部署的例子很少。不愿改變的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商仍然不愿意改變他們迄今為止所依賴的UPS系統(tǒng)，這些系統(tǒng)是關(guān)鍵任務(wù)運(yùn)營(yíng)的核心。

大多數(shù)擔(dān)憂都圍繞電池本身生命周期的影響，因?yàn)殡娋W(wǎng)交互技術(shù)將比現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心設(shè)施中的電池充電和放電更多。

制造商強(qiáng)調(diào)，這些擔(dān)憂是沒(méi)有根據(jù)的，因?yàn)檫\(yùn)行限制可以納入電網(wǎng)響應(yīng)方法中，從而允許UPS僅在安全時(shí)才與電網(wǎng)交互。此外，現(xiàn)代UPS系統(tǒng)具有內(nèi)置的優(yōu)化功能和高級(jí)分析功能，可處理與每種電池化學(xué)成分相關(guān)的主要老化因素。

當(dāng)前部署

由于該技術(shù)相對(duì)較新，并且僅適合該行業(yè)的某些參與者，因此有關(guān)現(xiàn)有電網(wǎng)交互式UPS部署的詳細(xì)信息很少。

隨著越來(lái)越多的可再生能源上線且供不應(yīng)求，電網(wǎng)互動(dòng)式UPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不容忽視。

去年7月，微軟與伊頓的EnergyAwareUPS一起在都柏林?jǐn)?shù)據(jù)中心園區(qū)使用了這項(xiàng)技術(shù)。這一舉措源于愛(ài)爾蘭配電運(yùn)營(yíng)商EirGrid現(xiàn)在優(yōu)先考慮非碳能源，而微軟正在通過(guò)EnelX參與其中。EnelX是一家能源服務(wù)和解決方案提供商，將工業(yè)和商業(yè)能源消費(fèi)者聚合到虛擬發(fā)電廠。

雖然沒(méi)有透露確切的數(shù)字，例如電池容量以及微軟愿意為電網(wǎng)交互提供多少資金，但該企業(yè)聲稱，在未來(lái)幾年內(nèi)，此舉將減少約200萬(wàn)噸二氧化碳排放。否則將由愛(ài)爾蘭國(guó)家電網(wǎng)產(chǎn)生。

盡管存在諸多未知因素，但該技術(shù)無(wú)疑激起了數(shù)據(jù)中心設(shè)施所有者和運(yùn)營(yíng)商的興趣，超過(guò)80%的受訪者最有可能在未來(lái)五年內(nèi)部署電網(wǎng)交互式UPS。與該行業(yè)的慣例一樣，該技術(shù)需要更多的部署并使其成熟，然后才能成為構(gòu)建數(shù)據(jù)中心和其他關(guān)鍵任務(wù)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)方式。

但隨著更多可再生能源投入使用且供不應(yīng)求，能源格局并沒(méi)有顯示出任何改善的跡象。隨著壓力的增加，人們可能越來(lái)越難以忽視電網(wǎng)交互式UPS技術(shù)帶來(lái)的一系列好處。

CIBIS峰會(huì)

由千家網(wǎng)主辦的2023年第24屆CIBIS建筑智能化峰會(huì)即將正式拉開帷幕，本屆峰會(huì)主題為“智慧連接，‘筑’就未來(lái)”， 將攜手全球知名智能化品牌及業(yè)內(nèi)專家，共同探討物聯(lián)網(wǎng)、AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、IoT、智慧建筑、智能家居、智慧安防等熱點(diǎn)話題與最新技術(shù)應(yīng)用，分享如何利用更知慧、更高效、更安全的智慧連接技術(shù)，“筑”就未來(lái)美好智慧生活。歡迎建筑智能化行業(yè)同仁報(bào)名參會(huì)，分享交流！

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長(zhǎng)沙站（11月09日）：https://www.huodongxing.com/event/7715337579900

上海站（11月21日）：https://www.huodongxing.com/event/9715337959000

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