数据中心的储能应用架构并不是一成不变的,而是一个在电力技术、冷却技术、地区政策以及园区环境等多个外在因素影响下的综合能源设计优化问题,具有相当程度的灵活性。对于不同地域、不同环境、不同容量的数据中心,在设计阶段就应充分调研当地可用资源,建立起不同储能设备的容量配置方案,并设计适宜的园区运维方案,在实际建设与运行时进行小幅调整改进,才可最终实现一个大型数据中心园区运行的高能效与低碳排放水平。以下主要介绍数据储中心与储能结合的几种电力接入架构。
数据中心的储能应用架构并不是一成不变的,而是一个在电力技术、冷却技术、地区政策以及园区环境等多个外在因素影响下的综合能源设计优化问题,具有相当程度的灵活性。对于不同地域、不同环境、不同容量的数据中心,在设计阶段就应充分调研当地可用资源,建立起不同储能设备的容量配置方案,并设计适宜的园区运维方案,在实际建设与运行时进行小幅调整改进,才可最终实现一个大型数据中心园区运行的高能效与低碳排放水平。以下主要介绍数据储中心与储能结合的几种电力接入架构。
常规10kV中压+储能接入架构
储能系统主要是为数据中心提供应急电源,同时也可实现对数据中心用电峰谷控制,实现削峰填谷,为数据中心提供备用电源保驾护航的同时获得额外收益。
技术特点:
储能系统可提高数据中心供电可靠性及稳定性的同时,可参与电力市场服务或削峰填谷。特殊场景下,在规定时间内可恢复市电供电的,可替代市电或者柴油发电机备用回路,节省投资、提高经济效益。该方案灵活性高,适合在一些已投运数据中心进行试运行并按需接入。通过优化储能能量管理系统响应的运行策略,储能可在计划设定时段参与电力市场服务或削峰填谷应用。
中压UPS+储能并网接入
未来数据中心趋向于集中式大型数据中心的建设,通过10kV侧“叠光叠储”,实现电网调度,虚拟电厂VPP,响应“双碳”政策。10kV中压UPS,即将传统低压UPS的短时备电和削峰填谷的储能复用,节省了成本,精简了供电链路,备电集中于室外部署,易于维护。下图为10kV中压UPS实现0ms市电到储能的无缝切换,实现了客户侧业务无感知/无影响的切入将室内UPS 和锂电备电移到室外,保证了室内的消防安全,节省的空间可放置更多的IT负载。
技术特点:
中压UPS具有和UPS相类似的对负载供电保护(主旁备份)和电源质量管理的优异特性,叠储架构中,采取中压UPS可节省后端低压侧的UPS。
链路极简,从而实现链路高效,有利于降低数据中心的运行碳排放。
最优投资,采用中压UPS可以节省低压侧的复杂配电和UPS,同时无需单独增加PCS,帮助客户优化投资。
380V低压交流或直流侧+储能接入
储能系统通过UPS、HVDC、巴拿马电源等不间断电源设备接入直流母线,或者单独以380V交流母线接入,保证数据中心IT负载不间断供电同时,可通过储能与电网的互动,进行削峰填谷,提高系统的利用率,增加运行收益,提升经济回报率。
技术特点:
与数据中心常用电力架构基本无差异,主要通过大容量高储能电池的配置,通过相对较低的投资,实现额外的经济回报。该方案适合新建数据中心采用,此外在系统备电要求不高的同时,可探讨进一步精简柴发。
新能源(风能、太阳能)+储能架构
配置储能可平抑新能源的波动,为数据中心提供稳定持久的电能。
A级数据中心可采用一路外部供电+一路新能源(风能、太阳能等)配置储能两路电源,同时一路市电或者柴发作为备用电源。
B级数据中心可采用一路市电+一路新能源(风能、太阳能等)配置储能供电或一路新能源(风能、太阳能等)配置储能+柴发作为备用电源。
技术特点:
通过风光储能量管理系统的合理算法、决策,实现风、光的最大功率发电、储能的合理时段充放电支撑,从而提高数据中心清洁能源的利用率,降低数据中心运行成本,通过储能的平滑,为数据中心提供稳定持久的电能。该方案需要在场内布局光伏及风能等措施,需要因地制宜部署储能系统进行绿电引入。