什么是電網(wǎng)交互式數(shù)據(jù)中心

一直以來，人們都依賴不間斷電源(UPS)來維持電力供應，并在電網(wǎng)停電時提供關鍵服務。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)生故障時保持運行。當其他一切都被中斷時，他們會在那里讓事情繼續(xù)進行。

大多數(shù)數(shù)據(jù)中心設施將使用UPS系統(tǒng)的一組巨大的電池，它們的總容量與IT負載大小一致。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準構建的，這構成了當今大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心，那么存儲在電池中的電力現(xiàn)在可以在電網(wǎng)出現(xiàn)問題時用于幫助電網(wǎng)，而不僅僅是經(jīng)受住問題的考驗。

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

當不信任電網(wǎng)時

采用更先進的UPS系統(tǒng)的機會來了，因為大多數(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)。

每當大型發(fā)電廠上線時，都會導致整個電網(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)歷越來越多的頻率變化。

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

數(shù)據(jù)中心業(yè)務與世界一樣對更多能源有著永不滿足的渴望，并且是最早支持推動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，UPS可能會再次證明其在避免災難方面的價值。

UPS的關鍵性和冗余性

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

對于數(shù)據(jù)中心設施來說，可用性要求越高，安裝的電池和發(fā)電機容量就越大，以確保該設施在任何情況下都能保持IT負載持續(xù)運行。

通過正確的工具，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或徹底防止停電。目前，業(yè)內(nèi)較大的參與者正在通過所謂的電網(wǎng)交互式UPS來探索這一點。

與電網(wǎng)對話

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，以確保關鍵任務IT負載永遠不會丟失。然而，這個容量幾乎從未被用完，這就創(chuàng)造了一個機會。

通過使用外部控制器和一系列數(shù)字功能，來自電網(wǎng)的數(shù)據(jù)可以實時流動。當電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時，它指示UPS通過在其操作限制范圍內(nèi)，對電池充電或放電來進行正負調(diào)節(jié)響應。這有效地將數(shù)據(jù)中心的UPS轉變?yōu)榉植际侥茉础?/p>

反過來，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者，轉變?yōu)楦鼜V泛的配電系統(tǒng)的關鍵部分。

通過向電網(wǎng)出售靈活性，數(shù)據(jù)中心可以通過提供能源存儲和提供快速頻率響應服務來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)電相關的剛性，電網(wǎng)運營商將越來越需要這些服務。

優(yōu)勢

電網(wǎng)互動式UPS可以幫助數(shù)據(jù)中心將其存儲的能源商業(yè)化，降低總體能源成本，對設施的總運營成本(TCO)產(chǎn)生積極影響，而TCO主要由能源成本主導。

這是通過平衡服務來實現(xiàn)的，平衡服務通過專注于快速頻率響應和需求控制，來幫助滿足電網(wǎng)供應需求。平衡服務確保電力供應滿足實際需求，提供電網(wǎng)穩(wěn)定性并實現(xiàn)創(chuàng)收和節(jié)能。

此外，如果該設施參與當?shù)仉娋W(wǎng)的需求管理計劃，也稱為“調(diào)峰”，它可以通過切換到現(xiàn)場發(fā)電或依靠電池中的存儲容量來降低能耗。通過這種機制，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)其對頻率波動的響應速度，以及節(jié)省的能源量獲得額外的“能源”補償。

剩下的挑戰(zhàn)

由于這項技術還很新，在現(xiàn)實世界中大規(guī)模部署的例子很少。不愿改變的數(shù)據(jù)中心運營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)是關鍵任務運營的核心。

大多數(shù)擔憂都圍繞電池本身生命周期的影響，因為電網(wǎng)交互技術將比現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心設施中的電池充電和放電更多。

制造商強調(diào)，這些擔憂是沒有根據(jù)的，因為運行限制可以納入電網(wǎng)響應方法中，從而允許UPS僅在安全時才與電網(wǎng)交互。此外，現(xiàn)代UPS系統(tǒng)具有內(nèi)置的優(yōu)化功能和高級分析功能，可處理與每種電池化學成分相關的主要老化因素。

當前部署

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

隨著越來越多的可再生能源上線且供不應求，電網(wǎng)互動式UPS技術的優(yōu)勢不容忽視。

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

雖然沒有透露確切的數(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，在未來幾年內(nèi)，此舉將減少約200萬噸二氧化碳排放。否則將由愛爾蘭國家電網(wǎng)產(chǎn)生。

盡管存在諸多未知因素，但該技術無疑激起了數(shù)據(jù)中心設施所有者和運營商的興趣，超過80%的受訪者最有可能在未來五年內(nèi)部署電網(wǎng)交互式UPS。與該行業(yè)的慣例一樣，該技術需要更多的部署并使其成熟，然后才能成為構建數(shù)據(jù)中心和其他關鍵任務設施的標準方式。

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

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