飞轮UPS-打造节能数据中心

飞轮UPS-打造节能数据中心

关键词：飞轮UPS储能

云计算、大数据等颠覆性技术的发展突飞猛进，数据中心的创新与变革一直备受关注。作为数据中心的动力源泉，UPS（三相不间断电源）配电系统不仅存在很大的发展空间，也一直存有迫切的创新需求。用户对UPS供配电系统的需求主要集中在三个方面：高可用性、全生命周期的总成本、UPS供配电系统对运输安装就位及场地的适应性以及使用操作维护过程中的灵活性。北京泓慧国际能源技术发展有限公司(简称“泓慧能源”)的飞轮技术很好的满足了用户的这三方面要求。1、飞轮+变流器回路并联在主回路提高可用性。该模式下，飞轮+储能变流器与市电并联工作，储能变流器精确控制的结果是最终实现由市电提供有功功率（基波电流），变流器提供无功功率，两者的矢量叠加输出，为不同功率因数的负载提供所需的稳定功率。这种拓扑架构能够实现UPS的输入功率因数

≥0.99，输入的谐波电流

≤3%。该模式下UPS提供一级供电质量，保证设备的正常运行。同时，变流器还可以给飞轮提供充电能力。‍‍当市电电网有问题的时候，会自动切换飞轮供电模式，切换时间不超过一个周波，输出电压波动控制在±1%以内，从而保证输出电能质量的稳定和可用性。另外，静态阀组关断控制技术，也确保飞轮的能量在任何情况下都不会倒灌回电网。该模式最大的优点在于市电模式下变流器的功率器件等没有承受所有的负载电流，长期处于轻载运行，‍‍因此元器件的疲劳老化轻微，寿命延长，系统可用性提高，能够‍‍满足用户高可用性、高效率、高输入输出性能指标的要求。2、模块化技术提高可用性以及灵活性传统的多台并机的大功率UPS系统，UPS主机的外围需要大量的配电柜、内置每台UPS的‍‍输入、输出、旁路等断路器，‍‍并通过多条交直流电缆将配电柜、电池开关柜和UPS主机进行连接。因为断路器数量较多，并且有操作顺序的要求，因此‍‍这种系统操作起来是非常复杂的。

泓慧能源模块化的飞轮UPS供配电系统彻底地改变了这种复杂状态。一套大功率的模块化UPS供配电系统，可以根据功率的需求并联多个飞轮柜，通过共用一个大功率静态阀组柜提高整个系统的可用性，也便于扩展和容量调整。各飞轮柜与静态阀组连接，通过静态阀组柜内置的控制器对各飞轮通信控制，飞轮UPS的外围只需要少量的输入输出配电柜和交流电缆即可。泓慧能源新型的模块化大功率飞轮UPS并机系统架构简化，‍‍操作维护简单，降低了人为的‍‍故障，飞轮与各辅助设备的模块集成，还可以降低制造采购和维护成本，方便过程运输以及提高空间利用率。3、从电池后备到飞轮动态储能环保经济效益的提升传统UPS中，电池是UPS供配电系统中非常重要的一环，但是电池在‍‍绝大多数情况下都处于后备的被动工作的‍状态。中国10kV电网的年度平均断电次数为1.22（2018年国家电网、南方电网统计），平均每年数据中心的电池大概会有2次的使用机会，配置自启动发电机的情况下电池每次只工作一分钟，使用率非常低。但是电池日常维护工作量非常巨大。另外，对于大功率UPS系统来说，在20年左右的生命周期中，电池要更换4—5次，这导致电池的成本超过UPS主机的成本，而飞轮的寿命大于20年，维护期间完全无需更换。如果将电池化学储能转变成飞轮的动态储能，不仅能够减少环境污染，而且将会大大降低UPS的维护费用。另外，对于大型的数据中心（特别是大型云计算数据中心、托管数据中心等），提高变压器的负载率支持更多的机柜是该数据中心商业模式更加成功的关键。由于负载是一条变化的曲线，会有峰值，这就需要UPS不仅能适应负载的波动，同步调节稳定输出电能的质量，还需要UPS具有很强的抗冲击功能，避免变压器过载情况。从电网吸收的能量+飞轮储存的能量，一起给负载供电，可以真正地提高变压器的负载率，同时又不用担心过载。‍‍对于大型数据中心来讲，是非常重要且实用的一个功能。‍4.项目案例图集

北京泓慧国际能源技术发展有限公司积极响应国家的节能环保政策