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施耐德電氣發布微電網白皮書助力數據中心克服三大挑戰

  2020年12月18日,中國北京——在數字化轉型大行其道的今天,數據中心通過提供源源不斷的算力和存儲,驅動著數字化的車輪滾滾向前。數據中心是數字化時代的核心基礎設施,而安全穩定的供電,則是保障數據中心7x24小時穩定運行的關鍵。數據中心通常所接入的電網中,往往存在著供電不穩定的因素。如何解決和抵御電網供電不穩定的問題,成為許多機構和企業不斷探索的難題。

  同時,在探索提供穩定供電的道路上,托管服務提供商數據中心的運營人員還往往面臨著彈性不足、成本飆升,以及可持續發展方面的考驗。是否能找到一種解決方案,既能幫助數據中心進一步提高正常運行時間,又能減少能源消耗并最大限度降低碳足跡呢?

  全球能源管理與自動化領域的數字化轉型專家施耐德電氣近日發布名為《如何利用微電網提高數據中心彈性、優化成本以及增加可持續性》的白皮書,詳細介紹了微電網如何使用高級分析方法對能源資產(發電機組、冷熱電聯產、可再生能源、負荷)進行智能化管理;如何通過可行性研究優化微電網設計;如何利用模塊化架構簡化設計和安裝;以及如何通過融資方案、激勵措施和運營模式幫助降低風險和實現收益最大化。

  彈性、成本、可持續,數據中心運營的三大挑戰

  對于計算機實驗室、數據網絡配線間和大型機房,從早期的計算功能開始,具有快速恢復能力的高彈性電源基礎設施就已成為重中之重。它們都在隨著計算能力的升級,來同步提升其電源基礎設施。隨著互聯網和網絡時代的到來,我們對算力的需求快速增長,此前的計算基礎設施的體系架構也演變為今天的數據中心。如今,全球的數據中心行業都面臨著許多基礎設施方面的挑戰。其中,三個與能源相關的問題亟待運營人員來解決:彈性、成本和可持續性。

  數據中心通常采取的電力恢復策略是提供備用發電機。但當電網發生中斷時,數據中心的備用發電機卻往往不能如期啟動。由于這些因素,依靠電網來提供所有的主電源會增加運營風險。即使部署了UPS不間斷電源,但從長期來看仍需要確保更高的彈性。

  數據中心7x24小時全天候運行,能源成本也是數據中心運維人員關注的焦點。數據顯示,數據中心是能源消耗大戶,多達2%的電網電力專門用于支持數據中心,而大約50%的數據中心運營支出(不包括IT設備)是電力成本。要進一步降低數據中心的能源成本,需要降低來自電網的能源成本或以低于電網能源的成本來生產能源。這已經成為數據中心運維亟待解決的問題之一。

  此外,可持續發展已經成為了數據中心行業需要擔負的社會責任。然而受限于各地的政策,不同地區的數據中心對于碳足跡、PUE等指標的要求也不盡相同。如何滿足綠色可持續政策,讓數據中心更加合規,從而更加具備競爭力,也成為了亟待解決的問題。

  微電網解決方案,賦能數據中心實現突破

  微電網是一種能與公用電網交互的本地化能源系統,包含一種或多種發電資源以及必要的能源管理控制系統,以便向消費者提供更安全的電力。與大型公用電網相反,微電網將所有能源資產(從發電到負載)都集中放置,彼此緊鄰,以支持多座建筑物,甚至會放置在單個設施中或大型數據中心的某些位置。

  完整的微電網解決方案可以智能地協調各種現場分布式發電資產,以優化成本和提高電力穩定性,包括與公用電網相互隔離的獨立電網,以“孤島”的形式避免受到停電或電網波動的影響。當電網能源成本上升時,微電網會增加現場可再生能源或儲能的消耗量。當價格合適時,也可以將存儲的能源賣給電網。通過最大限度地利用可再生能源,可以滿足溫室氣體排放目標。

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  現代微電網主要使用各種分布式能源,由一個智能微電網控制系統對其進行協調。微電網大多數會選擇效率更高的分布式能源,包括傳統的備用發電機(如柴油發電機)、集發電、加熱和制冷于一體的熱電聯產,太陽能、風力發電、生物發電等可再生能源,利用天然氣或沼氣等燃料供電的燃料電池,以及更適用于峰值負荷需求管理的儲能技術。分布式的能源將為數據中心帶來更高的彈性。同時,根據企業自身的需求,以及當地環境政策要求來合理配置分布式能源,無疑將為數據中心帶來最優的成本配比選擇,也將最大限度降低數據中心的碳足跡。

  微電網構建,施耐德電氣領先行業

  靈活高效的微電網,無疑將成為數據中心未來發展過程中最重要的環節之一,也將解決長期困擾數據中心運營者的三大痛點:彈性、成本、可持續。微電網為托管服務提供商和數據中心帶來的收益包括:

  • 智能微電網架構:將分布式能源(DER)連接到智能控制系統。

  • 增強彈性:利用多種能源和基于物聯網IoT的智能控制,來確保敏感設備所需的操作連續性和冗余水平以及所需的電能質量。

  • 成本節約機會:利用先進的能源分析,最大限度利用可再生能源,同時將能源成本降至最低。

  微電網系統可被視為一個三層體系架構。第一層包含所有的智能(基于物聯網)互聯互通的產品,包括監測和控制設備、分布式能源資產等。中間層則實時執行本地“邊緣控制”。它將微電網控制器和相關軟件組合為一體,可監視所有資產,做出關鍵決策并采取成本優化措施來控制發電和耗電資產,以提高系統彈性并最大限度利用可再生能源。最頂層包括各種應用、分析和支持服務,使微電網解決方案更加完善和成熟。更加高級的能源分析通常在托管云端完成,可幫助優化何時以及以何種方式生產、消耗和存儲能源,以最大限度降低成本并實現可持續性。

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微電網系統三層體系架構

  微電網系統是施耐德電氣基于物聯網的EcoStruxure架構與平臺的重要組成部分。EcoStruxure是施耐德電氣研發的基于物聯網、開放式且具有互操作性的架構與平臺,應用于樓宇、數據中心、工業和基礎設施四大終端市場中的各行各業。在EcoStruxure的三層架構中,互聯互通的產品、邊緣控制到應用和分析與服務相輔相成,能夠為客戶帶來完整、安全、高效的數字化轉型解決方案。

  除此之外,施耐德電氣在數據中心基礎設施領域有著領先于行業的洞察與實踐,能夠為用戶提供優質的數據中心產品和解決方案。在用戶構筑微電網的過程中,以創新和實力為用戶解決彈性、成本和可持續的痛點!度绾卫梦㈦娋W提高數據中心彈性、優化成本以及增加可持續性》白皮書,是施耐德電氣基于豐富的行業觀察和實踐經驗而得出的結論。白皮書的發布,為數據中心供電難題指出了清晰的思路和方向,也將為更多數據中心從業人員帶來更加富有洞察和專業性的知識和指導。

  施耐德電氣在數據中心領域已深耕數十年,并一直在創新中求發展。在為用戶提供高品質、安全可靠的數據中心產品和解決方案的同時,施耐德電氣也傾盡全力,為業內人士盡可能提供更多知識共享的平臺和機遇。施耐德電氣持續通過SE.com和APC.com網站免費提供白皮書和工具,與業界分享有益的見解,當前共有200多份白皮書可供選擇。

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