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数据中心不断电系统与电网连动 有助去碳化与系统稳定

数据中心不断电系统与电网连动 有助去碳化与系统稳定

Eaton与微软(Microsoft)发表的白皮书显示,数据中心采用能跟电网互动的不断电系统(UPS),具有提升产业去碳化(sector decarbonisation)与系统稳定度的潜力,唯还需关注UPS电池可靠度与退化等问题。

据Smart Energy International报导,执行比特币(Bitcoin)挖矿作业的数据中心是造成电网负担日益加重的主因之一,不过在UPS中采用储能设备作为备援,也是促成储能设备需求成长的重要动能,可开启储能设备支持电网的机会、提升再生能源整合,并为拥有者带来投资报酬。

Eaton与微软(Microsoft)发表的白皮书指出,一般数据中心仅配备标准UPS做为备援发电机的附带功能,而配备双向转换器与内建控制功能的静态UPS,有潜力提升反应速度因应电网快速频率波动,且能无缝控制UPS电池电力运用,只要平行控制电池的放电与充电,UPS就能同时因应用电需求并跟电网维持连接而无需中断连线。

透过双向整流器UPS就能以再生(regenerative)模式运作而将电力输入电网,这是可控制的反应且跟UPS的负载水准无关。UPS与电池的能源管理能根据有效功率设定点(active power setpoint)来因应电网的快速频率波动,有效功率设定点可由UPS内建的控制器或次要控制器算出。

白皮书指出,让UPS兼顾频率调节与需求因应等次要应用虽可能影响可靠度,但新技术与正确的控制演算法能减少冲击,例如当UPS同时使用电网与电池时,若其他回路故障则可将完整电力回送整流器或电池;同理UPS可估算电池剩余电力,分配足够电力支持关键负载,避免电池放电超出设定限额。

UPS的电池退化也是关键问题,在爱尔兰与北欧等部分市场,电网互动功能由于作业计划与支付方式,因此对电池退化的影响极小;而在美国PJM区域或欧陆等电力市场,电池退化问题则对整体拥有成本(TCO)有重大影响。不过电池退化的模型制作困难且需经详尽发展与测试。

UPS电池相关的还有电池技术,锂离子虽是目前主流,但还有许多新化学成分也正被评估中。此外了解在地市场需求也是UPS电池的关键之一,例如作为在地频率品质指标的启动频率(activation frequency),代表UPS电池的使用频率与放电下限,这些都跟在地需求都有关联。

电力传输系统营运商Eirgrid是意大利国家电力公司Enel旗下Enel X的虚拟电厂成员之一,在爱尔兰都柏林运用Eaton的UPS支持快速因应电网频率波动。此外Eaton跟美国区域电力传输营运商PJM合作,在微软美东数据中心实地测试具备跟电网互动以进移动态频率调节功能的UPS。

延伸阅读:【免于停限电恐惧!智能电网发展专题】


【本文由Fii新加坡商鸿运科股份有限公司台湾分公司赞助,DIGITIMES独立报导】


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