热线电话:+86-020-39199006
Language : 中文版
致力于高品质电源产品的推广与技术服务!

新闻中心

储能UPS在数据中心的应用探讨

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-04 18:42:55 * 浏览: 2
储能UPS的出现表明,储能技术已经从基本概念发展成为当今社会向低碳经济发展必不可少的技术前提,并已成为促进能源转型的必要条件。储能产品与数据中心现状的有机结合,以改善数据中心中存在的问题,并限制节能和智能管理的水平,是数据中心的迫切需求。介绍了储能UPS的原理,特点及其在数据中心的应用。 1背景与要求概述数据中心(DataCenter)通常是指物理空间中信息的集中处理,存储,传输,交换和管理。数据中心是一套复杂的设施,不仅包括诸如计算机,服务器,网络和存储之类的核心设备,还包括诸如电源,冷却,机柜,防火和监控系统之类的关键物理基础设施。近年来,随着移动互联网,物联网和云计算等数据业务需求的爆炸性增长,以及IT技术的飞速发展,数据中心正在发展成为战略性新兴产业和新一代的重要组成部分信息产业。 。在电子信息和制造技术飞速发展的前提下,数据中心机房的建设规模和设备密度实现了可观的增长。但是,由于能源管理效率不高以及智能设备的缺乏,数据中心还面临着能耗过高,负荷激增和主要设备运行故障等一系列问题。 。同时,储能UPS的出现表明储能技术已经从基本概念发展成为当今社会向低碳经济迈进的必不可少的技术前提,已成为促进能源发展的必要条件。过渡。储能产品与数据中心现状的有机结合,以改善数据中心存在的问题,限制节能和智能管理的程度,是数据中心的迫切需求。 (1)数据中心的负载特性近年来,在金融,通信,电力,工业自动化控制等领域,总电源需求为1200-3000kVA的大型机房已经很普遍。多个大型机和大量服务器,路由器,交换机和磁盘阵列机集中放置在同一数据中心机房中。这样的房间必须能够为用户提供大数据吞吐量和高数据传输速率的连续工作能力。显然,稳定,可靠和纯净的电源是数据中心内各种设备连续,正常和高效运行的重要前提。电源系统不仅必须为计算机机房中的设备提供不间断电源,而且还可以确保数据,语音和图像在网络上运行。此类信息资源可以远程,高效,可靠和安全地进行处理,存储和传输,所有这些使不间断电源保证系统成为数据中必不可少的必需设备。中央。当前大多数数据中心都使用在线UPS为负载提供稳定的电源保证。但是,除了服务器,路由器,交换机等关键负载外,数据中心还配备了照明,散热,监控和水循环系统,设备复杂,电源保证系统过载容量,高峰因素和其他指标。常规的在线UPS现在很难满足当前数据中心的需求。 (2)供电系统的可靠性。从可靠性的角度来看,在数据中心供电系统中,串联级数越多,故障节点越多,供电可靠性也相应降低。相反,并行连接的数量越多,其系统电源的可靠性就越高。当前,大多数数据中心的传统在线UPS系统采用串联结构(见图1),故障节点很多,因此它具有较高的故障率和相对较低的可靠性。因此,为了维持电源系统的可靠性,除了确保电源系统本身的可靠性指标之外,还必须简化系统的序列号。储能式UPS的诞生已成为提高数据中心供电系统可靠性的关键。并联结构可以从根本上减少设备的故障节点和故障率,使储能设备向高稳定性和智能化方向发展。设备运行安全可靠,在线维护更加方便。 (3)数据中心的运营成本随着云计算的发展,数据中心的建设呈现出大规模发展的趋势。拥有超过100个机架的数据中心的比例逐年增加,预计到2016年将达到61%。与此同时,大型数据中心的功耗也非常惊人。对于企业而言,数据中心的电费已成为一笔巨额费用,极大地侵蚀了企业的经营利润。以一个建设规模为1000个机架的数据中心为例,假设每个机架的平均功率为3kW,则1000个机架的最终负载为3000kW,每小时的功耗为3000kWh,则每年的功耗为:3000kW×24h×365天= 262.8百万(kWh)。按1元/ kWh计算,每年的电费将为2628万元,再加上UPS供电设备,空调,照明,其他功耗等,PUE值为2。就数据中心而言,仅电费一项,全年电费支出就达5256万元。 PUE是评估数据中心能效的指标,是指数据中心消耗的所有能量与IT负载消耗的能量之比。距离1越近,数据中心的绿色程度越高,就越符合低碳和节能标准。降低数据中心PUE的最有效方法是降低非IT设备的能耗。传统的数据中心通常使用在线UPS作为关键负载不间断电源的保证。在线UPS的运行效率很低,介于85%和95%之间。长期运行导致的功率损耗惊人,运行成本高。因此,迫切需要优化数据中心的基础设施,实现数据中心真正的绿色节能,进一步降低能耗,提高数据中心的运营效率。储能UPS在效率方面实现了这一突破。它的效率高达98%,比传统的在线UPS高出5%-10%,大大降低了运营成本。对于上述3MW数据中心,供电效率每提高1%,一年可节省超过100万元人民币的电费。储能UPS的突破性突破将大大降低数据中心的运营成本,为企业节省大量的电费,也将成为未来数据中心供电系统发展的最重要环节。 (4)备用时间保证在数据中心建设过程中,备用电源时间的选择面临两难选择。如果需要保证较长的备用时间,则电池的首次投资成本很高,并且由于电池寿命短,因此每个周期都需要重新投资,这是一笔可观的成本。如果只能保证很短的备用时间,则可以适当降低电池投资成本,但是当主电源中断时,关键数据可能会因处理不及时而丢失并损坏。另外,如图2所示,数据中心通常使用可靠的2N电源系统,在大多数情况下,电网的稳定性都很好。另外,数据中心的双向供电保证,电池可长期备用,利用率很低,导致大量投资浪费,并且电池长期处于浮置状态时间会产生热量和效率损失,影响电池的性能和寿命。据统计,2014年中国铅酸电池产量为2269.77万千伏安,同比增长4.58%。而且这些电池大多数都没有得到很好的使用,这是巨大的能源浪费。用户在配置电源系统时,不仅希望关键负载能够维持较长的后备时间,还希望降低电池成本,减少投资浪费,由于传统电池后备电源时间与成本之间的矛盾,用户也进行了投资在电池中。始终保持谨慎。储能式UPS由被动变为主动,通过使用新的储能电池使其充分动员,使设备和电池的充放电行为成为正常工作状态,从而避免了电池的闲置,也解决了造成的问题用户对投资浪费的担忧。电池容量较小,设备的备用时间太短。 (5)峰谷用电现状为了鼓励峰峰值用电,中国从1993年开始在上海实行峰谷分时电价,指导用户使用峰谷用电。为了平衡电力负荷,实现供需平衡,优化资源分配,产生峰峰值并提高总体经济效益。储能UPS的应用对于电网的合理使用可以起到“削峰填谷”的作用,即在晚上电网低时存储足够的闲置功率并反馈到峰值功率在白天,这对于功耗非常重要。对于大型数据中心,通过储能UPS,合理使用峰谷差能节省大量电费。一天的高峰用电通常在8:00至22:00进行分配,而功耗谷则集中在第二天的23:00至7:00。电力生产的稳定与需求波动之间的矛盾决定了实施分时电价的选择,并通过分时电价调整需求以实现供需之间的平衡。以河北南部为例,一般工商业及其他用电(电压等级:1kV以下)的用时电价为高峰期(8-11小时,16-21小时):1.1213元/高峰期(8-11小时,16-21小时):0.9863元/度,,平期(6-8小时,11-16小时,21-22小时):0.7162元/度,iya谷期(22小时:次日6小时):0.4461元/ kWh注意:高峰期电价的计算方法为每年7月1日至9月30日。从电价的角度来看,假设数据中心配备了600kWh的储能电池,则在低电价谷期间每天存储电量,并在使用期间释放使用,每峰谷电价差约为0.7元。高峰时段。电池的使用寿命为8到10年。在两个生命周期中,仅储能设备节省的能源支出就可达到近200万元。 2储能UPS储能UPS(又称SPS,储能不间断电源)是First Control Electric秉承“节能,绿色,环保”的理念推出的产品,它不仅具有具有在线UPS功能的功能,不仅可以为关键负载提供稳定的电源保护,还可以优化UPS的性能,并节省对石油发动机,无功功率补偿设备和稳压设备的投资。同时,储能电池可用于削减电网的高峰和低谷,利用高峰和谷底电价为企业创造收入,实现整个系统的积极工作,并实现新能源的综合利用。能源。广泛应用于数据中心,交通,金融,医疗,通讯等行业。 SPS储能不间断电源系统采用并行结构,可以实现AC / AC和DC / AC的并行输出,如图3所示,因此线路中单个组件的损坏不会影响正常运行。整个系统。与传统的UPS系列结构相比,线路中的任何故障都会影响系统的正常输出,储能型UPS具有更高的可靠性。此外,该系统还采用了模块化结构。放置在模块内部,并通过系统上的定位销可以在线上热交换每个模块。用户可以根据实际需要配置模块数量,无需一次性投入全部投资,节省了初期投资设备方面,实现按需扩展和动态增长。此外,每个模块都具有故障隔离功能,因此单个模块的损坏不会影响其他模块的正常工作,有问题的模块将自动退出系统并可以快速交付给维护人员进行维修。通过在线热插拔进行维护。这提高了设备​​的可靠性和便利性。主要特点:?完整的UPS功能:SPS相当于完整的UPS,具有在线UPS的功能,市电和电池工作切换时间为0ms,输出电压调节精度小于1%,并全面保护了不间断电源负载。双额定功率输出:SPS可以与电网并行输出。在市电状态下,SPS可以达到额定负载功率输出的2倍,并且可以长时间稳定运行。对于充电和放电,可以通过系统设置放电时间和放电深度。该系统可以利用峰谷差来削减峰值并填满电网的谷底,以进一步降低电力成本,并减少污染和石油发动机的设计。